[發明專利]一種氣泡導向組件、高密度微生物培養裝置及其應用

無效

• 申請號: 201310462080.8
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103525688A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 鐘琦
• 申請（專利權）人: 鐘琦
• 主分類號: C12M1/04
• 分類號: C12M1/04;C12M1/00;C12N1/12;B01D53/84
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 羅志強

技術領域

本發明涉及微生物培養技術領域，尤其是涉及一種氣泡導向組件、高密度微生物培養裝置以及該裝置在微生物培養和廢氣處理中的應用。?

背景技術

現代空氣污染的主要原因是由燒煤燒油燒氣的工業操作產生的工業廢氣和多種燒油的運輸工具放出的尾氣的過量排放，其主要成分包括有害的二氧化碳，氧化氮，氧化硫和一氧化碳及無害的氮氣和水蒸氣。大氣層中有過量的二氧化碳會造成溫室效應，并可使海水變酸，是造成世界環境惡化的主要原因。氧化氮和氧化硫雖不會造成溫室效應，但這些氣體遇水后可以變成酸，酸雨就是這些氣體遇水后變成酸形成的。酸雨降到地表，可導致土壤中有機質流失，使土壤貧瘠化，并可引起地表水源酸化使水生生物減少甚至絕跡，破壞生態環境。酸雨懸在空中還是形成霾的一種原因，可造成嚴重的空氣污染。目前還沒有成熟的廢氣處理技術可以控制二氧化碳的排放。對于其處理技術的發展方向也還沒有一個統一的認識。海底埋藏和藻類固碳就是兩種有代表性的研究熱點。海底埋藏技術要求高，投資量大。相比之下，藻類固碳有更廣泛的基礎，許多國家都在進行藻類固碳的嘗試，方法不同，結果各異，但至今還沒有突破。?

微生物環保系統是用微生物的生長取代化學反應，并讓微生物有效地利用所提供的人造環境進行生長。廢氣中的氧化硫、氧化氮和二氧化碳都可自然溶于水為微生物生長所用，微生物環保系統既用于氣體的吸收又進行微生物培養。微生物環保系統的中心是生物固碳，選用的微生物多數是各種微藻，養植方法可分為開放式和封閉式。開放式養植主要是用賽道和池塘，其優點是建設和使用費用低、便于工業化、易清洗；其缺點是生產效率低，易?被污染，占地大，耗水多。封閉式系統主要是各種光反應器，其優點是生產效率高、不易被污染、占地小、耗水少；其缺點是建設和使用費用高、不易清洗、大規模工業化應用較為困難。作為研究開發的重點之一，工業界一直在找一種既能用于工業化生產，又有高效率的培養裝置，但多年來一直沒有新突破?，F有的微藻的培養系統都不能滿足固碳的需要，也達不到微藻工業化生產的目的。?

在微生物培養過程中，通常需要將氣態營養物以氣泡的方式傳遞到微生物的培養液里，尤其是光合微生物如藻類，需要在存在太陽輻射和例如二氧化碳等富含碳的氣體的情況下、在適當營養培養介質中生長并進行光合作用，因而增加氣態營養物在微生物培養液里的供應有利于微生物的生長。目前，增加氣態營養物供應的方法有三種：第一是增加氣體的傳輸率，把更多的氣體在一定時間內壓入微生物培養環境中；第二是減小氣泡的直徑，使氣泡可以溶解在培養液中；第三是增加培養器內氣泡經歷的微生物培養液的高度。這三種方法的缺點是：①都會增加微生物培養過程的能量消耗，從而增加生產成本；②不能把微生物培養器的模式放大到工業化生產的規模；③不能使用只裝少量微生物培養液的微生物培養器進行培養，限制了微生物培養器的應用；④對于微藻培養，現有技術只能把二氧化碳氣體與光能同時提供給一小部分微藻細胞進行光合作用，降低了培養效率。?

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的問題和不足，提供一種能耗低、效率高、可以模塊化組裝的氣泡導向組件及其高密度微生培養裝置和應用。?

本發明的技術方案是這樣實現的：一種氣泡導向組件，包括至少兩個沿水平方向排列的曲折導向構件；所述曲折導向構件包括至少兩個在豎直方向依次上下相連的導向板，所述導向板相對水平面傾斜設置，并且同一曲折導向構件中任意相鄰的導向板相對水平面的傾斜方向相反，任意相鄰的曲折導向構件之間形成曲折上升的通道；所述曲折導向構件的任一導向板與相鄰曲折導向構件的最靠近的導向板在水平面的投影部分重疊。?

所述氣泡導向組件還包括用于固定所述曲折導向構件的固定件。?

本發明的氣泡導向組件極大地增加了單位體積內氣泡導向的面積，并且實現了模塊化，可以根據需要方便地進行組裝，可以應用于微生物的規?；囵B。?

作為進一步的改進，所述導向板為平面板或弧形板或波浪形板。所述導向板為平面板時，其與水平面的夾角為優選為10～30°。?

作為進一步的改進，相鄰所述曲折導向構件的間隔為15-50mm。?

本發明還提供了一種高密度微生物培養裝置，所述高密度微生物培養裝置包括容器、氣泡發生裝置、至少一個所述的氣泡導向組件，所述氣泡發生裝置和氣泡導向組件設置在所述容器中，所述氣泡發生裝置設置在氣泡導向組件的底部。?

進一步地，所述氣泡導向組件與所述容器的內壁之間留有供培養液流動的間隙。所述曲折導向構件上或者容器的內壁上還可設置光源，例如LED燈。?