[實用新型]一種規模化培養微藻的光生物反應器

有效

• 申請號: 201320434342.5
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN203393137U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 朱俊英;榮峻峰;宗保寧;黃緒耕;周旭華;程琳
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

技術領域

本實用新型涉及光生物反應器，具體地，涉及一種規模化培養微藻的光生物反應器。

背景技術

近年來，微藻被認為是生物能源的重要原料之一，是解決未來能源危機的長期策略，成為研究的熱點。目前，微藻的規模化培養是制約微藻生物能源產業鏈發展的瓶頸，如何實現微藻規模化、高產量的培養是亟待解決的問題之一。微藻光生物反應器是微藻培養的平臺，影響微藻的生長狀態和產量，在微藻生物能源產業化過程中起著承前啟后的關鍵作用，研發適合微藻規模化培養的光生物反應器是推動微藻生物能源發展的首要任務。

微藻光生物反應器可以分為開放式光生物反應器和封閉式光生物反應器。

開放式光生物反應器，以跑道池為代表，優點為建設成本低、能耗低、易維護；缺點主要為微藻濃度比較低、受外界環境因素影響大、占地面積大、水分蒸發量大。跑道池光生物反應器，在實際應用中藻液厚度一般為15-30cm，常以葉輪轉動的方式推動藻液在池內循環、混合，防止藻細胞沉淀吸附并增加微藻與光的接觸概率。然而在實際應用中，跑道池的不足逐漸顯現出來，在接種初期，微藻濃度比較低，光可以到達較深的位置，微藻能獲得充足的光照進行光合作用，隨著微藻的生長，濃度越來越大，光衰減嚴重，雖然通過攪拌可以使下層的藻細胞運動到上層，但遠不能滿足微藻對光的需要，單位體積內很難得到較高的生物量。

封閉式光生物反應器，例如管式、板式、柱式等，優點是可提高微藻培養的濃度、簡化了后期加工、微藻各種生長因子可以控制、不易受污染、產品質量好；不足是培養器本身成本高、培養過程中能耗高。部分研究者認為封閉式光生物反應器是微藻規模化培養的發展方向，并開展了大量的研究，研發出了多種封閉式光生物反應器，推動了微藻生物能源的發展。管式、柱式和板式光生物反應器是典型的封閉式光生物反應器，在此基礎上還研發了很多新型光生物反應器，在一定程度克服了開放式光生物反應器的不足，無論是自然光還是人工光源都可以得到比較高的產量。然而，仍需要研究更經濟、更合理的封閉式光生物反應器提高微藻規模化培養過程中微藻的光合效率和光能利用率。

因此，無論對于開放式光生物反應器還是封閉式光生物反應器，目前仍需以低成本的方式進一步提高微藻規模化培養過程中微藻的產量。

實用新型內容

本實用新型為了以低成本的方式提高開放式和封閉式的光生物反應器規模化培養微藻的產量，提供了一種規模化培養微藻的光生物反應器。

本實用新型提供了一種規模化培養微藻的光生物反應器，該反應器包括允許含有微藻的液體流動的流道和擾流件，其中，所述擾流件具有基面、第一擾流面和第二擾流面，所述基面貼合于所述流道的內表面設置，所述第一擾流面和第二擾流面相對于所述基面傾斜設置，所述第一擾流面和第二擾流面與所述流道的延伸方向交叉。

優選地，所述擾流件通過擾流截面沿第一方向延伸而形成，所述擾流截面包括第一邊、第二邊和第三邊，所述第一邊、第二邊和第三邊沿所述第一方向延伸分別形成所述第一擾流面、所述第二擾流面和所述基面。

優選地，所述兩個擾流面朝向所述基面傾斜。

優選地，所述第一邊和所述第二邊為直邊；更優選地，所述第一邊相對于所述擾流件的高度方向傾斜的角度為第一角度，所述第二邊相對于所述擾流件的高度方向傾斜的角度為第二角度，所述第一角度大于等于所述第二角度，所述第一擾流面比所述第二擾流面更靠近所述流道的入口；更進一步優選地，所述第一角度為30-60度，所述第二角度為10-45度。

優選地，所述第一邊和所述第二邊為凹曲邊；更優選地，所述第一邊具有第一曲率半徑，所述第二邊具有第二曲率半徑，所述第一曲率半徑大于等于所述第二曲率半徑，所述第一擾流面比所述第二擾流面更靠近所述流道的入口；更進一步優選地，所述第一曲率半徑為擾流件的高度的2-10倍，所述第二曲率半徑為擾流件的高度的1-5倍。

優選地，所述第一方向與所述流道的延伸方向垂直。

優選地，所述擾流件沿所述第一方向延伸的長度與所述流道的內表面沿所述第一方向延伸的長度的比值為1：1-10。

優選地，所述擾流件為多個，相鄰兩個所述擾流件之間的沿所述流道的長度方向的間距與所述流道的長度的比值為≤0.5。

優選地，所述擾流件的高度與所述流道的高度的比值為1：2-20。

優選地，所述基面貼合于所述流道的不受光面設置。

優選地，所述流道的高度為1-30cm。

優選地，所述流道的傾斜角為0-3度。