[發明專利]光生物培養裝置

有效

• 申請號: 201410077555.6
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103820319A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 朱振旗;陳昱;王琳;羅少敬;陳傳紅;吳洪
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/00;C12R1/89
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明涉及一種光生物培養裝置。

背景技術

光合微生物或植物細胞，可利用太陽能、水和簡單的礦物質合成有機物及氫氣、甲烷等形式無機物。微藻就是其中一個典型代表，它是一類個體微小的光能自養型/兼養型、單細胞/簡單多細胞生物，具有分布廣泛、種類繁多、光合效率高、生長速度快、適應性強等特點。微藻每年固定的CO₂約占全球凈光合產量的40％，再加上其富含脂類、烴類、蛋白、可溶性多糖、高價值抗氧化性天然色素，因此微藻在環保、能源和保健等領域倍受關注。

微藻的大規模、高產養殖是制約微藻產業化發展的瓶頸，低成本、高效培養裝置的開發是微藻規模化養殖的關鍵。現階段各類光生物反應器仍普遍存在著成本高、不易放大等難題，從事微藻產品生產的盈利企業普遍延用著傳統的“跑道池”進行微藻規模化養殖。

傳統的跑道池多為橢圓形或圓形淺池，池中藻液一般為20-30cm深，通過滾筒狀攪拌槳對藻液進行持續攪拌，從而實現整池藻液的循環流動，以使藻液中藻細胞及各營養物分布均一，并增大藻細胞在藻液液面的見光機會。但應用跑道池的養殖產量一直不夠理想，這主要是由于藻液濁度高，陽光攝入藻液表層幾厘米后即衰減為零，且藻液在豎直方向上的混合效果較差，僅藻液表面一薄層藻細胞可見光進行光合作用，單位體積藻液的受光面較小，光利用效率低。

CN201210036340.0公開了增大跑道池中藻液見光幾率的裝置，利用泵將跑道池中藻液打到高處后，通過自然溢流使藻液沿裝置表面自然留下，從而增加跑道池中藻液見光幾率。但大量水體（藻液）持續輸送導致需要消耗大量的能源，而相應的藻細胞見光幾率和產量提高有限。另外，上述裝置調節性差，不能根據光強、藻細胞不同生長階段需求進行調節，從而難以避免對細胞生長所造成的光限制、光抑制問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種增大光生物細胞的見光率的光生物培養裝置。

為實現上述目的，提供一種光生物培養裝置，包括：池體；還包括：軸，以及可吸附光生物細胞和營養液的至少一個載體；其中，每個載體隨軸一起轉動，并在每轉動一圈時每個載體上的至少一部分具有脫離池體的第一轉動位置、以及位于池體中的第二轉動位置。

根據本發明，每個載體為固定地套設于軸的環形片，同一軸上的每相鄰兩個環形片之間軸向間隔開。

根據本發明，至少一個載體為一個圍繞軸呈螺旋狀延伸的螺旋件。

根據本發明，軸上固定地套設有兩個軸向間隔開的支承板；其中，每個載體成條狀件且其兩端分別連接于兩個支承板，以使得所有載體圍繞軸形成筒狀結構。

根據本發明，每個載體固定地連接于兩個支承板上，在兩個支承板之間，還設置有至少一個套設在軸上的加強板；其中，每個載體穿過加強板。

根據本發明，每個載體可樞轉地連接于兩個支承板上。

根據本發明，軸上固定地套設有兩個軸向間隔開的支承板；這兩個支承板之間設置有多個圍繞軸設置的第一支撐件，每個第一支撐件的兩端分別連接于兩個支承板；其中，每個第一支撐件上懸掛有片狀的載體。

根據本發明，載體由玻璃纖維、尼龍、棉、麻、碳纖維、合成纖維、海綿、塑料泡沫，金屬、合成塑料中的一種或多種材料制成。

根據本發明，載體包括基部和覆蓋基部的覆蓋部，覆蓋部由可吸附光生物細胞和營養液的吸附材料制成。

根據本發明，載體為凹凸狀結構或設置有通孔的結構。

相比于現有技術，本發明的有益效果為：

1.一方面載體隨軸轉動，將池體中的光生物細胞攜帶至液面上方見光后回歸營養液中，由此可避免在池體中進行培養使得池體下部光生物受光不足，使池體中的光生物充分受光。另一方面，被載體吸附帶到液面之上的含有光生物的營養液，在載體上形成較薄的液膜，使載體吸附的營養液中的光生物細胞見光充分。綜上，上述結構可提高光生物細胞見光幾率，從而可提高光生物的產量。另外，該裝置結構簡單、運動緩慢且裝置中載體運動方向與液面相切/或載體成流線型，即通過“劃水/蘸水”而非“撥水”的方式，將池中光生物培養液含蓄在載體上見光，因而運行阻力較小、驅動軸轉動能耗低，由此降低了光生物培養的成本。

2.隨著外界光源及光生物細胞不同生長階段對光需求的變化，可調整軸的轉速和朝向，以使隨著軸一起轉動的載體上吸附的光生物細胞更有效的見光，改善現有技術中對細胞生長所造成的光限制、光抑制問題。