[發明專利]微藻管式光生物反應器及其系統

有效

• 申請號: 201710031468.0
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106701541B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 黃瑞;袁罡;沈緐;陳禮新
• 申請（專利權）人: 江西電力職業技術學院;國家電網公司
• 主分類號: C12M1/04
• 分類號: C12M1/04;C12M1/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本發明提供的微藻管式光生物反應器及其系統，屬于生物工程領域。微藻管式光生物反應器包括攪拌循環機構，攪拌循環機構包括攪拌內部機構和攪拌外部機構，攪拌內部機構包括固定導桿和攪拌球，攪拌外部機構包括導軌、牽引帶和引導磁塊，攪拌球的與管道的內壁相切的一側嵌設有被引導磁塊，被引導磁塊與引導磁塊對應設置且能夠通過管道導磁移動。微藻管式光生物反應系統包括微藻管式光生物反應器，排液口設置有自動閥門。微藻管式光生物反應器利用攪拌球的移動實現微藻的攪拌和循環，相比現有技術，大大減少了機械攪拌對微藻的機械損傷。微藻管式光生物反應系統進一步完善微藻管式光生物反應器。

技術領域

本發明涉及生物工程領域，具體而言，涉及微藻管式光生物反應器及其系統。

背景技術

現有管式光生物反應器，存在以下的缺點：只采用了單一的機械泵作為循環動力，長時間的機械泵循環產生的機械剪切力對微藻細胞的傷害程度很大，很容易殺死藻細胞，不能夠使其正常生長。

藻液攪拌及循環目的是減少細胞間相互遮光作用及在生長過程中營養物和氣體濃度在藻體周圍形成均勻的濃度，有效排除光合作用中溶氧蓄積，防止藻體下沉及厭氧分解，提高光合作用效率，促進氣液傳質，加速藻的生長，是實現高密度培養，提高生物量產率的主要方法。然而，有些微藻如螺旋藻絲狀體對過強的機械剪切作用耐受性差，易導致藻絲體斷裂和死亡；又如雨生紅球藻在生長條件適宜的情況下雨生紅球藻以綠色帶鞭毛的可游動細胞形態大量繁殖；在生長環境不利的情況下，綠色游動細胞逐漸喪失鞭毛，細胞壁加厚，形成紅色包囊而大量積累蝦青素，機械剪切作用會使雨生紅球藻以綠色帶鞭毛的可游動細胞形態受損傷，因此循環和攪拌裝置應具有較低的機械剪切力。封閉式光生物反應器系統則多數采用氣升式或泵循環等形式。氣升循環由于剪切力小適合對剪切敏感的藻細胞培養，但用于大規模培養存在動力消耗大等問題，泵循環例如離心泵、轉子泵，當泵工作時，藻細胞經過葉輪會不同程度地受到損害，特別是高速旋轉的葉輪或轉子會打斷螺旋藻藻絲或藻細胞，培養液中藻液濃度越高，這種傷害就會越大，同時對藻的光合作用速率也會有不利影響。因此要研發新的循環輸送裝置取代各種泵循環。

發明內容

本發明的目的在于提供微藻管式光生物反應器，以減少機械攪拌對微藻的機械損傷。

本發明的另一個目的在于提供微藻管式光生物反應系統，以進一步完善微藻管式光生物反應器。

本發明是這樣實現的：

本發明提供的微藻管式光生物反應器，包括二氧化碳鋼瓶、空氣泵、氣體混合室、管道陣列和攪拌循環機構，氣體混合室設置有兩個氣體輸入管和一個氣體輸出管，二氧化碳鋼瓶和空氣泵分別通過氣體輸入管與氣體混合室連通，管道陣列設置有入口和排液口，氣體輸出管與管道陣列的入口連通；入口設置有氣升管道，氣升管道的頂端設置有封口，氣升管道的底端與入口連通，入口設置有氣體分布器，氣體輸出管穿過封口與氣體分布器連接；

攪拌循環機構包括攪拌內部機構和攪拌外部機構，攪拌內部機構包括設置于管道陣列的管道內部的固定導桿和攪拌球，固定導桿沿著管道陣列的管道的中心線設置，攪拌球滑動套設于固定導桿且與管道的內壁相切；攪拌外部機構包括設置于管道陣列的管道外部的導軌、牽引帶和引導磁塊，導軌沿著固定導桿的延伸方向設置，引導磁塊滑動嵌設于導軌且與管道的外壁貼合，牽引帶穿過引導磁塊且位于導軌內；攪拌球的與管道的內壁相切的一側嵌設有被引導磁塊，被引導磁塊與引導磁塊對應設置且能夠通過管道導磁移動。