[發明專利]一種恒溫流動式微藻光生物反應器

有效

• 申請號: 201910007015.3
• 申請日: 2019-01-04
• 公開（公告）號: CN109762733B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 郭成龍;王瑞森;劉璨;段丹如;高國芮;韓鈺瑩;焦少凱
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

一種恒溫流動式微藻光生物反應器，包括光熱相變流體控溫部分、金屬擾流隔板、光生物反應部分和光源部分，四部分順序循環交替組合形成光熱相變流體控溫腔體和光生物反應腔體，各部分間通過管路連接。本發明的一種恒溫流動式微藻光生物反應器可廣泛應用于生物、能源領域，通過擴展組合結構的數量，即可擴大光生物反應器的規模；通過亞克力導光板和多片分布式結構實現了光生物反應器內部的光強分布均勻，與光熱相變復合材料結合，可為微藻生長提供適宜的光源和溫度，結構簡單，組合巧妙，省去了傳統反應器的加熱控溫裝置，更加節能環保和節省成本。

技術領域

本發明涉及光生物反應器，具體涉及一種恒溫流動式微藻光生物反應器。

背景技術

光合微藻是指一類可通過光能自養的單細胞藻類，其細胞個體十分微小、種類多、分布廣，能夠通過光合作用吸收水和CO₂并轉化為O₂和大分子有機物。某些微藻在自然條件下也可以大量積累三酰甘油酯（占細胞干重的30％～60％），其光合作用效率和油脂產量均至少比陸生作物高一個數量級。在生物產油方面，微藻的研究是藻類研究中的主流方向。光生物反應器是指能夠用于光合微生物及其具有光合作用能力的組織或者細胞培養的一類裝置?？煞譃殚_放式與密閉式兩種，開放式反應器結構簡單，成本低。但受外部環境的影響比較大，其培養的條件不穩定。封閉式反應器可以實現一定程度的連續式的生產，且不容易受到外部環境的影響，容易操作，還能夠在一定程度下降低環境的污染，但需要較高的投資才有可能完成。光生物反應器中由于微藻懸浮，會導致光在微藻懸浮液中呈指數衰減，穿透深度通常不超過2～5cm，并且會由于微藻懸浮的不均勻性導致遠光端的微藻受光不均，大大影響了微藻的生長速率與微反應器的整體產率。

納米材料由于其量子效應、大比表面積效應以及界面原子排列和鍵組態的無規則特性使得納米微粒的光學特性有了較大的變化，納米材料普遍存在吸收峰的藍移、紅移以及吸收頻帶寬化的現象，具有特殊的光吸收性質和高效的光熱轉換能力。其中碳納米管被認為是最高效的光熱材料，即使微量加入水中也可大大改善流體的光吸收性能。相變微膠囊是一種含有相變材料的微小容器，由壁材和芯材組成，芯材為相變材料，使用最普遍的是烷烴類相變材料，具有綠色環保、相變潛熱大和化學穩定性高等優點。壁材為有機高分子聚合物或無機物，一般選用原位聚合制備的三聚氰胺甲醛樹脂和聚脲樹脂等為有機高分子聚合物壁材，具有良好的密閉性。相變微膠囊在航空航天、建筑、汽車、環境保護、紡織服裝、醫療衛生、電子器件冷卻和軍事偽裝等領域有廣泛的應用前景，是目前研究的熱點。將光熱材料與相變微膠囊一起制備成具有光熱轉換特性的相變微膠囊納米流體，可以同時實現高效的光熱轉換與儲熱性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種恒溫流動式微藻光生物反應器，以提高微藻的生長速率與微反應器的整體產率。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案具體如下：