[發明專利]用于跑道池培養微藻的高壓微噴補碳系統

有效

• 申請號: 201210488980.5
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102943028A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 秦磊;王忠銘;舒慶;尚常花;朱順妮;袁振宏
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C12M1/04
• 分類號: C12M1/04
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

技術領域：

本發明屬于生物工程領域，尤其涉及一種用于跑道池培養微藻的高壓微噴補碳系統。

背景技術：

微藻是一類水生生物有機體，能通過光合作用快速、高效的利用二氧化碳，微藻含有大量的蛋白質、脂類、碳水化合物以及氨基酸、維生素、多不飽和脂肪酸等生物活性成分，可作為能源、食品、醫藥等行業的原料。

光和CO₂是微藻生長必不可少的條件，太陽光和大氣中的CO₂可以為生產微藻提供最為廉價的原料。但是在多數情況下，水中溶解的可利用的CO₂并不能充分滿足微藻生長的需要，因此大規模培養中隨著微藻的生長不斷的補充CO₂是提高產量的有效途徑。微藻在光合作用過程中會固定水中的CO₂并導致培養液pH的上升，因此合理的補加CO₂可維持培養液pH的穩定，保證微藻快速的生長。

前人對藻類培養過程中CO₂的補加方法做了很多的探索，也取得了一定的效果。很多采用“氣體分布器”、“微孔”、“曝氣裝置”等直接往正在培養的藻液中補充氣態的CO₂，雖然發明者對方法進行了優化，但是很難克服在大規模跑道池培養時由于培養液深度有限造成的氣態CO₂的浪費。又有發明者對直接通入氣態CO₂的方法進行了改進，采用泵體循環使CO₂氣體在一定的壓力下溶于培養的藻液中。其中發明專利申請CN201010222051.0中提出了使用“液環式輸送泵或氣液混合泵”產生“二氧化碳混合溶液”補充微藻所需碳源；申請專利號為CN201110168432.X公開了一種管道式二氧化碳補碳裝置及方法，該方法利用水泵將藻液泵到補碳裝置中與具有一定壓力的納米狀噴射的二氧化碳氣體進行混合、溶解，達到一定的pH值后通入培養池中。這些方法確實在大規模培養中有比較好的效果，能大幅度的提高CO₂的利用效率，但是該方法是通過水泵直接把藻液泵到補碳裝置中與具有一定壓力的CO₂進行混合，勢必會造成藻液的損傷，且在長期使用過程中藻液會堵塞專利CN201110168432.X中所述的氣體釋放納米孔。因此，一種制作簡單既能有效的補充CO₂、提高CO₂的利用效率且不對原池藻液造成損傷的方法十分必要。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種用于跑道池培養微藻的高壓微噴補碳系統，該系統CO₂利用率高、分布均勻且安裝簡單。

為了解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明的用于跑道池培養微藻的高壓微噴補碳系統，包括提供高壓液體的液體部分、提供高壓CO₂的氣體部分、高壓微噴裝置及微噴頭組，所述的高壓微噴裝置包括裝置外殼、液體入口、若干個微噴頭、氣體入口、噴頭盤、液體出口，高壓液體經液體入口進入高壓微噴裝置與噴頭盤上的微噴頭噴射的CO₂氣體逆向兩相混合，形成的充分溶解有CO₂的液體經液體出口進入微噴頭組，微噴頭組通過管道與液體出口連通，并置于跑道池底部；所述的液體部分包括依次連通的液體儲罐、液體增壓泵、閥門、液體壓力表、液體流量計，液體流量計與液體入口連通；所述的氣體部分包括依次連通的氣體儲罐、氣體減壓閥、氣體流量計、單向節流閥，所述的單向節流閥與氣體入口連通。

所述的液體儲罐優選磚石構筑物材料、金屬材料或有機材料的容器。

所述的液體儲罐與液體增壓泵之間設有濾筒便于拆卸的液體過濾裝置，以防止堵塞微噴頭同時方便使用過程中的清洗及更換。

所述的液體儲罐內的液體為經殺菌處理的微藻培養基、水或添加了促進CO₂溶解溶質的均質液體。

所述的高壓微噴裝置的裝置外殼優選金屬材料或有機材料，其兩端半圓結構與中間桶裝結構采用法蘭連接。

所述的高壓微噴裝置的數量為1個或多個。

所述的氣體儲罐與氣體減壓閥之間設有氣體過濾裝置，以除去氣體中的雜質或微生物。

所述的微噴頭為公知裝置，本發明中使用的為圓錐形噴嘴的微噴頭。

所述的微噴頭組優選由多個微噴頭和PE軟管以三通、四通或直通方式自由連接成線型微噴頭組、圓形微噴頭組或其組合。

所述的連通微噴頭組和液體出口的管道優選PVC管材或PBR管材。

與現有技術相比，本發明的積極效果如下：