[發明專利]一種自動生物反應器

有效

• 申請號: 201811458256.1
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109468223B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 曹德菊;梁慧元;左志勇;張千;歐紅梅;陳海燕;董蓓;聞逸錚;沈峰林
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36;C12M1/34;C12M1/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 李家恒

本發明公開了一種自動生物反應器，屬于微藻培養技術領域。包括集液槽，其內壁設有反光層，用于盛裝微藻培育的培養液；主軸，垂直安裝在集液槽中間，并與集液槽可轉動連接；所述主軸上設置有螺旋狀立體螺旋培養單元，立體螺旋培養單元由等寬的立體螺旋狀的透明板構成；布水管，沿立體螺旋培養單元內側邊緣螺旋設置，其上均布有對應立體螺旋培養單元上表面的布水孔，布水管頂端通過設置在主軸內的進水管連接位于主軸底端集液槽內的潛水泵；光源裝置，光源裝置沿主軸側壁上的螺旋狀燈槽依次設置；垂直軸風力驅動裝置，設有垂直軸風輪、齒輪變速器、電機和蓄電池。本發明凈化空氣、污水的同時，收獲高附加值的藻類生物質，降低了培養和凈化成本。

技術領域

本發明涉及微藻培養技術領域，特別是一種自動生物反應器。

背景技術

微藻是光能自養型生物，廣泛分布在地球上的淡水、海洋和各種土壤里，具有生長迅速、光合效率高、適應性強、無性繁殖等特點。微藻可利用光能、CO2、廢水中的有機碳、氨氮、有機磷等物質為碳源、氮源和磷源，并吸附重金屬凈化廢水；也可吸收大氣中的CO2等氣體作為自身代謝碳源，產生O2來固定CO2凈化空氣；同時微藻中含多種高附加值生物活性物質，如多不飽和脂肪酸、藻類多糖、藻藍素、蝦青素、胡蘿卜素等，具有抗生素、抗心血管疾病、增強免疫力、抗腫瘤、抗輻射、抗突變和抗艾滋病等藥用價值和保健功能，對人類的疾病有預防、治療和保健功能。微藻作為飼料、醫療、生物工程、食品、輕化工、生物燃料等行業的重要原料，其產業化生產與利用愈發為人們所重視。

微藻規模化培養是制約微藻產業化發展的重要因素。微藻可與污水和工業廢氣的處理相結合，在處理污水和工業廢氣的同時合成高附值物質，降低培養成本。目前培養微藻的光生物反應器如柱狀、管狀、平板式、復合型、仿生塔型、薄膜袋式、光導纖維式等，能夠利用養殖廢水、城市生活污水和工業廢水進行微藻培養和收獲的反應器還比較少，本發明將污水處理廠的生物池出水和污染的池塘靜水作為微藻的培養液，以空氣中的CO2作為碳源，生物固碳并產生O2，收獲藻類的生物質。

授權公告號為CN102250756B的發明專利公開了發散式冷光源立體微藻培養光反應器，所述反應器為透明光材料的橢球形容器，底部為圓弧形，發散式冷光源為帶動力驅動的蓄電式光源，可向四周均勻發光放入反應器后，在運動過程中由于不斷與反應器壁碰撞而進行無規則運動，反射材料鋪設在光反應器底部，通過反射形成新的光源，提高光的利用效率。

目前，研究方向主要為探究微藻的培養方法主要是一味的增強光照強度和各種配比的廢水對微藻培養進行耦合，對于實際情況中在室外存在的光抑制、光強的自動調節、美觀及生物固碳方面研究的還相對較少，而且，大部分光生物反應器占地面積較大，不能折疊收縮，對光照的利用率較小，且不能利用風能、光能等清潔能源作為生物反應器的供能與運作，且用作污水處理和凈化大氣方面研究也很少涉及，因此，有必要提出一種自動生物反應器來實現光強的自動調節和增強生物固碳效率，從而凈化空氣、污水的同時，收獲高附加值的藻類生物質，并可利用風能培養微藻，降低了培養和凈化成本。

發明內容

本發明的發明目的是，針對上述問題，提供一種自動生物反應器，通過感光液壓系統實現立體螺旋培養單元傾角的同步調節，進而調節立體螺旋培養單元的光照強度，提高對光的利用率；同時，將微藻培養與污水處理、生物固碳、微藻回收和風力發電等相結合，實現了微藻培養的一體化與自動化。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種自動生物反應器，包括

集液槽，其內壁設有反光層，用于盛裝微藻培育的培養液；

主軸，垂直安裝在集液槽中間，并與集液槽可轉動連接；所述主軸上設置有螺旋狀立體螺旋培養單元，所述立體螺旋培養單元由等寬的立體螺旋狀的透明板構成；

布水管，沿立體螺旋培養單元內側邊緣螺旋設置，其上均布有對應立體螺旋培養單元上表面的布水孔，所述布水管頂端通過設置在主軸內的進水管連接位于主軸底端集液槽內的潛水泵；所述布水管與進水管轉動密封連接；