[發明專利]多螺線管光生物反應器

有效

• 申請號: 201410532849.3
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104312919A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 胡強;杜長雷
• 申請（專利權）人: 國家開發投資公司;中國電子工程設計院
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/00
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 楊勝軍

技術領域

本申請總體上涉及用于培養光合微生物或光合植物組織細胞的光生物反應器領域，具體涉及一種多螺線管光生物反應器。

背景技術

微藻細胞富含糖、蛋白質、脂肪、維生素、色素和生物活性物質、和微量元素等多種高附加值的生物物質，正在成為人類食品、醫藥、染料、精細化工領域的重要材料來源，具有廣闊的應用前景。

微藻規模化培養的核心是光生物反應器，目前主要有開放式培養系統和封閉式培養系統兩種方式。

開放式培養系統開發較早、應用最普遍。但光能利用率低，受外界環境因素影響大，易被污染、水分蒸發大。代表性的開放式光生物反應器有跑道式培養池、圓形培養池等。

相較于開放式培養系統，封閉式培養系統不容易受污染、節約水資源、光能利用率高、溫度易于控制、用水量較低、水蒸發量較小、細胞密度高，但投資成本高，用電較高(培養液流動/攪動，溫度控制等)。

目前的螺旋式光生物反應器的螺旋走向主要有水平走向和垂直或與地面成一定角度兩種，這種反應器一般包括一體成型的一根柔性螺線形反應管，螺線管的節距很小，內部空間內設計有光源。然而，這種結構的反應器空間利用率低、微藻培養生產力低。

發明內容

本發明通過多個螺線形反應管相互交叉布置解決了前述缺點。

為此目的，本申請提供了一種多螺線管光生物反應器，包括至少兩個螺線形反應管，各螺線形反應管限定出沿著所述螺線形反應管的長度的縱向方向(X)、在水平面內垂直于所述縱向方向的橫向方向(Y)，并且分別具有螺旋外徑、螺旋內徑和沿著所述縱向方向的節距，各螺線形反應管的螺旋內徑所在的圓柱形表面限定內部空間(A1，A2，A3)，其中，各螺線形反應管都延伸到與其相鄰的每個螺線形反應管的內部空間內，使相鄰的兩個螺線形反應管的內部空間在所述橫向方向(Y)上相互交叉(即相互部分地嵌套)或相切。

根據一個可選實施例，各螺線形反應管具有相同的管直徑，也可選擇不同的管直徑；各螺線形反應管的旋轉方向為相同或不同。

管的直徑選擇≥5mm，節距可為變節距或等節距，節距為≥10mm。

根據一個可選實施例，所述多螺線管光生物反應器包括至少2個螺線形反應管；各螺線形反應管可水平布置、放射狀布置、圓環型布置、行列式布置或其它任意可布置的方式。通過上述布置方式，可實現對于空間的最佳利用率，提高微藻產量。

根據一個可選實施例，各螺線形反應管通過串聯接頭串聯和/或并聯接頭并聯連接。

根據一個可選實施例，各螺線形反應管具有相同或不同的螺旋外徑和螺旋內徑。

根據一個可選實施例，所述多螺線管光生物反應器還包括用于使所述多螺線管光生物反應器固定防止螺線形反應管滾動的固定結構。

根據一個可選實施例，相鄰的兩個螺線形反應管中的任一個相對于另一個在所述縱向方向(X)上偏置，偏置量不大于節距的二分之一。

螺線管光生物反應器相對直管式光生物反應器，由于流體流動的動力學作用，避免或減少藻細胞貼壁沉積。根據本發明的多螺線管光生物反應器采用多個螺線形反應管的交叉、偏置式布置結構，能夠提高培養液的培養效率，還能夠最大效率地利用光源并且因而能夠節省占地面積，增大了微藻培養體積，提高了微藻培養的生產效率。

附圖說明

圖1示出了根據本申請的多螺線管光生物反應器的示意圖；

圖2示出了圖1的多螺線管光生物反應器的側視圖。

具體實施方式

下面參考附圖描述本申請的優選實施例，除非特別指出，相同或功能相似的元件和裝置具有相同的參考標記。

在本說明書中，術語“包括”或“具有”是開放性術語，是指不排外性地包括后面列舉的部件、元件或特征，即，除了包括后面列舉的部件、元件、特征之外，還可能包括其它的部件、元件、特征。

在本說明書中，術語“匝”指螺線形反應管延伸旋轉360度的構型。

在本說明書中，被包含的部件、元件或特征前面沒有數量詞修飾不能理解為只包括一個這種部件、元件或特征，而是沒有限制這些部件、元件或特征的數量，即可能包含一個或多個這種部件、元件或特征。

下面參考圖1詳細描述根據本申請的多螺線管光生物反應器。

圖1示出了根據本發明的多螺線管光生物反應器100，并且示出了XYZ直角參考坐標系。其中，Y方向是螺線形反應管的縱向延伸方向；X方向是在圖示頁面內垂直于Y方向的方向，而Z方向為垂直于圖示頁面的方向。