专利名称：植物性藻类及微生物光合反应系统及方法
技术领域：
一种光合反应系统及方法，尤指一种植物性藻类及微生物光合反应系统及方法。
背景技术：
蓝藻(螺旋藻，Spirulina)中含有丰富的蛋白质、矿物质和酵素等多种有益人体的营养成分，近年来被广为推荐食用。蓝藻的培养液经过一光合反应系统作充足的光合作用以满足其藻细胞所需的养分，并排出生成于培养液中的氧气，使蓝藻能够大量地生长繁殖。
已知的蓝藻光合反应系统，为一露天的大培养池。蓝藻的培养液容纳于该露天的大培养池内，以进行光合作用。然该大培养池的占地面积大、能源消耗多、使用受制于天候的影响、尤其易受污染而影响该蓝藻的品质，造成生产业者诸多的困扰。
已知的另一种蓝藻光合反应系统，如中国专利号CN95219504.6述及一种螺旋藻光合反应器，其由一反应塔和一立式双排平螺旋式管道所构成。该反应塔和该管道为透光材质所制成，以便于流动于其内的培养液进行光合作用。该反应塔内并设有一鼓泡板和一冷热交换器等装置，以排出生成于该培养液中的氧气和控制该培养液的温度。该螺旋藻光合反应器主要在于提供一封闭式的循环系统，以克服已知大培养池的种种问题。然该螺旋藻光合反应器仍有制造繁复、成本高、容易破损、氧气难以被排出，培养液的温度难以控制于需求标准、且反应塔的清洗维护不易以致于降低光合作用的效果和影响蓝藻的品质等问题存在，不适作工业化大量生产。
由上可知，上述已知的蓝藻光合反应系统，在实际制造与使用上，显然有困难与缺陷存在，而有待加以改善。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种植物性藻类及微生物光合反应系统及方法，使其所需占地面积减小、能源使用减少、运转不受天候的影响、尤其能避免受污染以维护藻类的优良品质。
本发明的次一目的，在于提供一种植物性藻类及微生物光合反应系统及方法，使生成于培养液中的氧气易于被迅速地排出，以提高生产效率，及利于工业化大量生产。
本发明的另一目的，在于提供一种植物性藻类及微生物光合反应系统及方法，使其制造与组装简单且不易破损，以降低所需成本。
本发明的又一目的，在于提供一种植物性藻类及微生物光合反应系统及方法，使其易于清洗维护，以确保光合作用的效果和藻类的品质。
本发明的再一目的，在于提供一种植物性藻类及微生物光合反应系统及方法，使其能有效地控制培养液的温度。
为了达成上述目的，本发明主要在提供一种植物性藻类及微生物光合反应系统，包括一光合反应单元、一加压输液单元以及—排氧及调节单元；该光合反应单元为一透光管路；该加压输液单元的入口端连通于该透光管路的出口端；该排氧及调节单元包括一中空的喷射排氧装置和一中空的液面调节装置，该喷射排氧装置包括相组接的一排氧筒和一集液筒，该排氧筒设有一进液口、一上排气口和一中空管壁，该进液口连通于该加压输液单元的出口端，该上排气口位于该排氧筒的顶端，该中空管壁自该上排气口向下延伸且相对地位于该进液口的内侧，该液面调节装置包括一调节筒，该调节筒连通于该集液筒，该透光管路的入口端连通于该调节筒。
通过该光合反应单元、该加压输液单元以及该排氧及调节单元的连接组成，使注入于其内的植物性藻类及微生物的培养液及藻种能够呈垂直立体多排管道密封循环地进行光合作用和排氧，因此，所需占地面积减小、能源使用减少、运转不受天候的影响、且能避免受污染以维护所产生藻类的品质；通过该进液口、该上排气口和该中空管壁的配置，使生成于培养液中的氧气易于被迅速地排出，以提高生产效率；通过该排氧筒和该集液筒组接成该喷射排氧装置，使其制造与组装简单且不易破损，以降低所需成本。通过该排氧筒和该集液筒的组接，以及该透光管路的设计，使其易于清洗维护，以确保光合作用的效果和藻类的品质。
另外，该喷射排氧装置包括一排气管，该排气管组接于该排氧筒内，该排氧筒的中段设有一缩颈部和一侧排气口，该侧排气口位于该缩颈部的下方，该排气管的上端穿设于该中空管壁内，该排气管的下端形成一扩张部且相对地位于该侧排气口的内侧。藉此，可使生成于培养液中的氧气易于被迅速地排出。
另外，本发明的植物性藻类及微生物光合反应系统进一步包括一加热单元，该加热单元连接于该透光管路的出口端和该加压输液单元的入口端之间。
另外，本发明的植物性藻类及微生物光合反应系统进一步包括一洒水单元，该洒水单元位于该光合反应单元的上方。
通过该加热单元和该洒水单元的配置，使其能有效地控制培养液的温度。
另外，本发明主要在提供一种植物性藻类及微生物光合反应方法，其步骤包括(一)提供一透光管路、一加压输液单元和一排氧及调节单元；(二)注入一培养液及藻种于该透光管路内，该培养液流动于该透光管路内以进行光合作用且生成氧气，该培养液并流向该加压输液单元；(三)开启该加压输液单元以强迫该培养液流向该排氧及调节单元，使该培养液冲击于该排氧及调节单元内以形成一旋转水花扩散飞溅状以排出氧气；以及(四)收集该培养液于该排氧及调节单元内，且抽吸该培养液流至该透光管路内以再次进行光合作用。
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所示附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
图1本发明植物性藻类及微生物光合反应系统的局部剖面示意图。
图2本发明植物性藻类及微生物光合反应系统的喷射排氧装置的立体示意图。
图3本发明植物性藻类及微生物光合反应方法的流程图。
图中符号说明1 光合反应单元10 直管 11弯管12 辅助开口2 加压输液单元20 输送管3 排氧及调节单元
4 喷射排氧装置40 排氧筒 401 进液口402 上排气口 403 中空管壁404 缩颈部 405 侧排气口41 集液筒 42 排气管421 扩张部5 液面调节装置50 延伸筒 501 调压开口502 伸筒上截 503 延伸筒下截51 调节筒6 连通装置60 清洗阀组件7 采收阀组件8 加热单元80 加热管 81 入口转接部82 出口转接部9 洒水单元具体实施方式
请参阅图1和图2所示，本发明一种植物性藻类及微生物光合反应系统，用以使注入于其内的植物性藻类及微生物的培养液及藻种，如蓝藻的培养液，循环地进行光合作用和排氧，使蓝藻能够大量地生长繁殖，以产生其所含的各种营养成分。该植物性藻类及微生物光合反应系统包括一光合反应单元1、一加压输液单元2以及一排氧及调节单元3，其中光合反应单元1，其为一玻璃或压克力等透光材质所制成的透光管路，用以供蓝藻的培养液流动于其内。本实施例中，该光合反应单元1包括复数个直管10和复数个弯管11，该等直管10和该等弯管11间隔串接形成一双排倾斜的立体盘旋式透光管路，使流动于其内的培养液能够循序环流而下并充分地吸收光线以进行光合作用。该透光管路设有一辅助开口12位于其最上方部分，用以注入该培养液及藻种、调节该透光管路内的压力、或清洗该透光管路。
加压输液单元2，其为一加压输液泵，其入口端连通于该透光管路的出口端。
排氧及调节单元3，其包括一中空的喷射排氧装置4、一中空的液面调节装置5和一连通装置6。
如图1、图2所示，该喷射排氧装置4包括相组接的一排氧筒40和一集液筒41，该排氧筒40可为不锈钢材质所制成，该集液筒41可为玻璃或压克力等透光材质所制成，以便于制造和组装，然并不以此为限。该排氧筒40的上段设有一进液口401、一上排气口402和一中空管壁403，该进液口401以一输送管20连通于该加压输液单元2的出口端，该上排气口402位于该排氧筒40的顶端，该中空管壁403自该上排气口402向下延伸且相对地位于该进液口401的内侧。该排氧筒40的中段设有一缩颈部404和一侧排气口405，该侧排气口405位于该缩颈部404的下方。该喷射排氧装置4另包括一排气管42，该排气管42组接于该排氧筒40内，该排气管42的上端穿设于该中空管壁403内，该排气管42的下端形成一扩张部421且相对地位于该侧排气口405的内侧。
该液面调节装置5包括相组接的一延伸筒50和一调节筒51，该延伸筒50可为不锈钢材质所制成，且可分为一延伸筒上截502和一延伸筒下截503两部组合，以方便拆开清洗该延伸筒50和该调节筒51的内壁，该调节筒51可为玻璃或压克力等透光材质所制成，以便于制造和组装，然并不以此为限。该延伸筒50的顶端设有一调压开口501。
该连通装置6连接于该集液筒41的底部和该调节筒51的底部，使该调节筒51连通于该集液筒41。该连通装置6并具有一清洗阀组件60。该透光管路的入口端向下弯折连通于该调节筒51。
本发明的植物性藻类及微生物光合反应系统并包括一采收阀组件7。该采收阀组件7连接于该透光管路的出口端和该加压输液单元2的入口端之间，用以汲取流动于该透光管路内的培养液。
在使用本发明的植物性藻类及微生物光合反应系统的实施过程时，可由该透光管路的辅助开口12注入一蓝藻的培养液于该透光管路内，该培养液流动于该透光管路内以进行光合作用且生成氧气，该培养液并流向该加压输液单元2。该培养液亦可由该延伸筒50的调压开口501注入该调节筒51内。开启该加压输液单元2以强迫该培养液自该透光管路流向该排氧及调节单元3。当该培养液经由该进液口401喷射于该排氧筒40内时，该培养液首先冲击于该排氧及调节单元3的排氧筒40内以形成一旋转水花状以利于氧气自该上排气口402排出；接着，该培养液落下收集至该缩颈部404后冲击该排气管42的扩张部421而形成一扩散飞溅状以利于氧气自该侧排气口405排出；最后，该培养液落下收集于该集液筒41内，使氧气自该排气管42的上端排出。如此，可把大部分的氧气排出以提升该培养液光合作用的能力。由于该培养液行经该排氧筒40时已生成饱和的含氧气的液体，不易再进行光合作用，因此该排氧筒40可为不锈钢等不透光材质所制；又该培养液收集于该集液筒41时已排出大部分的氧气，可继续进行光合作用，因此该集液筒41可为玻璃等透光材质所制成。如此，使该排氧筒40和该集液筒41的制造和组装更为简单且不易破损。该培养液流经该连通装置6至该调节筒51时，可暂时开启该清洗阀组件60，以清除较重的沉积物，亦可采样测试该培养液。该调压开口501可排气以维持该液面调节装置5内的压力；另，可由该调压开口501抽吸生成于该液面调节装置5内的过多泡沫；又，可自该调压开口501穿设一补给管，以添加二氧化碳等有助于该培养液生长繁殖的养分。该加压输液单元2的压力造成该透光管路内的负压，使该培养液自该调节筒51被抽吸至该透光管路内，以再次进行光合作用。若该透光管路内的压力增大而使该液面调节装置5内的培养液水位上升时，可调整该加压输液单元2的输出压力，以降低该培养液水位。如此，可使该培养液呈垂直立体多排管道密封循环地进行光合作用和排氧，以增加其营养成分的增长。该培养液亦可由该采收阀组件7采样测试，当该培养液达到需求的养分浓度时，可由该采收阀组件7或该清洗阀组件60排出加以采收。
本发明的植物性藻类及微生物光合反应系统进一步包括一加热单元8。该加热单元8设有数加热管80、一入口转接部81和一出口转接部82，该等加热管80经由该入口转接部81和该出口转接部82分别连接于该透光管路的出口端和该加压输液单元2的入口端之间。该加热单元8可以手动或自动感应的方式加热容置于该加热单元8内的水，使水的热能传递至该等加热管80，以控制该培养液的温度。该等加热管80可为不锈钢材质所制成，以提升加热的效果和耐用性。
本发明的植物性藻类及微生物光合反应系统进一步包括一洒水单元9。该洒水单元9位于该光合反应单元1的上方，并可依工作环境的需求而以手动或自动感应的方式进行定时定温的洒水，以降低该透光管路内的培养液的温度。
因此，请参阅图1和图3所示，为本发明一种植物性藻类及微生物光合反应方法，其步骤包括(一)提供一透光管路、一加压输液单元2和一排氧及调节单元3该透光管路、该加压输液单元2、和该排氧及调节单元3连接形成上述的植物性藻类及微生物光合反应系统。
(二)注入一培养液及藻种于该透光管路内，该培养液流动于该透光管路内以进行光合作用且生成氧气，该培养液并流向该加压输液单元2该透光管路为一立体盘旋式透光管路，因此，该培养液以循序环流的方式由上而下流动于该透光管路内，使该培养液能够充分地吸收光线以进行光合作用，迅速繁殖。
(三)开启该加压输液单元2以强迫该培养液流向该排氧及调节单元3，使该培养液冲击于该排氧及调节单元3内以形成一旋转水花扩散飞溅状以排出氧气(四)收集该培养液于该排氧及调节单元3内，且抽吸该培养液流至该透光管路内以再次进行光合作用另外，该步骤(二)进一步提供一加热单元8，该培养液流经该加热单元8后，再流向该加压输液单元2，以控制该培养液的温度。
另外，该步骤(二)进一步提供一洒水单元9，该洒水单元9可依工作环境的需求而洒水于该透光管路上，以降低该透光管路内的培养液的温度。
另外，该步骤(四)提供一采收阀组件7，该培养液流经该透光管路后，由该采收阀组件7汲取该培养液。
通过上述植物性藻类及微生物光合反应系统及方法，本发明具有下述的特点1、该光合反应单元、该加压输液单元以及该排氧及调节单元的连接组成，使注入于其内的植物性藻类及微生物的培养液及藻种能够呈垂直立体多排管道密封循环地进行光合作用和排氧，因此，所需占地面积减小、能源使用减少、运转不受天候的影响、且能避免受污染以维护所产生藻类的品质。
2、该进液口、该上排气口和该中空管壁的配置，以及该排气管、该缩颈部和该侧排气口的配置，形成多次排氧的效果，使生成于培养液中的氧气易于被迅速地排出，因此，提高生产效率，及利于工业化大量生产。
3、该排氧筒和该集液筒组接成该喷射排氧装置，以及该调节筒和该延伸筒组接成该液面调节装置，使其制造与组装简单且不易破损，以降低所需成本。
4、该排氧筒和该集液筒的组接，以及该透光管路的设计，使其易于清洗维护，以确保光合作用的效果和藻类的品质。
5、该加热单元和该洒水单元的配置，可依地域、季节、天候的不同或依培养液的需求作适当的温度调节，使其能有效地控制培养液的温度。
综上所述，本发明完全符合发明专利申请的要件，故依专利法提出申请。以上所述，仅为本发明的具体实施例的详细说明与附图，并非用以限制本发明及本发明的特征，举凡所属技术领域中具有通常知识者，沿依本发明的精神所做的等效修饰或变化，皆应包含于本发明的专利范围中。
权利要求
1.一种植物性藻类及微生物光合反应系统，其特征是，包括一光合反应单元，其为一透光管路；一加压输液单元，其入口端连通于该透光管路的出口端；以及一排氧及调节单元，其包括一中空的喷射排氧装置和一中空的液面调节装置，该喷射排氧装置包括相组接的一排氧筒和一集液筒，该排氧筒设有一进液口、一上排气口和一中空管壁，该进液口连通于该加压输液单元的出口端，该上排气口位于该排氧筒的顶端，该中空管壁自该上排气口向下延伸且相对地位于该进液口的内侧，该液面调节装置包括一调节筒，该调节筒连通于该集液筒，该透光管路的入口端连通于该调节筒。
2.如权利要求1所述的植物性藻类及微生物光合反应系统，其特征是，该光合反应单元包括复数个直管和复数个弯管，该等直管和该等弯管间隔串接形成一双排倾斜的立体盘旋式透光管路。
3.如权利要求1所述的植物性藻类及微生物光合反应系统，其特征是，该透光管路设有一辅助开口位于其最上方部分。
4.如权利要求1所述的植物性藻类及微生物光合反应系统，其特征是，该加压输液单元为一加压输液泵。
5.如权利要求1所述的植物性藻类及微生物光合反应系统，其特征是，该喷射排氧装置包括一排气管，该排气管组接于该排氧筒内，该排氧筒的中段设有一缩颈部和一侧排气口，该侧排气口位于该缩颈部的下方，该排气管的上端穿设于该中空管壁内，该排气管的下端形成一扩张部且相对地位于该侧排气口的内侧。
6.如权利要求1所述的植物性藻类及微生物光合反应系统，其特征是，该液面调节装置包括相组接的一延伸筒和该调节筒，该延伸筒设有一调压开口。
7.如权利要求1所述的植物性藻类及微生物光合反应系统，其特征是，该排氧及调节单元包括一连通装置，该连通装置连接于该集液筒的底部和该调节筒的底部，该连通装置并具有一清洗阀组件。
8.如权利要求1所述的植物性藻类及微生物光合反应系统，其特征是，包括一采收阀组件，该采收阀组件连接于该透光管路的出口端和该加压输液单元的入口端之间。
9.如权利要求1所述的植物性藻类及微生物光合反应系统，其特征是，进一步包括一加热单元，该加热单元连接于该透光管路的出口端和该加压输液单元的入口端之间。
10.如权利要求1所述的植物性藻类及微生物光合反应系统，其特征是，进一步包括一洒水单元，该洒水单元位于该光合反应单元的上方。
11.一种植物性藻类及微生物光合反应方法，其特征是，步骤包括(一)提供一透光管路、一加压输液单元和一排氧及调节单元；(二)注入一培养液及藻种于该透光管路内，该培养液流动于该透光管路内以进行光合作用且生成氧气，该培养液并流向该加压输液单元；(三)开启该加压输液单元以强迫该培养液流向该排氧及调节单元，使该培养液冲击于该排氧及调节单元内以形成一旋转水花扩散飞溅状以排出氧气；以及(四)收集该培养液于该排氧及调节单元内，且抽吸该培养液流至该透光管路内以再次进行光合作用。
12.如权利要求11所述的植物性藻类及微生物光合反应方法，其特征是，该步骤(二)的培养液以循序环流的方式由上而下流动于该透光管路内。
13.如权利要求11所述的植物性藻类及微生物光合反应方法，其特征是，该步骤(二)进一步提供一加热单元，该培养液流经该加热单元后，再流向该加压输液单元。
14.如权利要求11所述的植物性藻类及微生物光合反应方法，其特征是，该步骤(二)进一步提供一洒水单元，该洒水单元洒水于该透光管路上。
15.如权利要求11所述的植物性藻类及微生物光合反应方法，其特征是，该步骤(四)提供一采收阀组件，该培养液流经该透光管路后，由该采收阀组件汲取该培养液。
全文摘要
一种植物性藻类及微生物光合反应系统及方法，用以使注入于该系统内的植物性藻类及微生物的培养液循环地进行光合作用和排氧；该植物性藻类及微生物光合反应系统包括一光合反应单元、一加压输液单元以及一排氧及调节单元；该光合反应单元为一透光管路；该排氧及调节单元为一排氧筒、一集液筒和一调节筒等所组成，以便于制造和组装，且形成多次排氧的效果，使生成于培养液中的氧气易于被迅速地排出。
文档编号C12M1/00GK1760358SQ20041008574
公开日2006年4月19日 申请日期2004年10月11日 优先权日2004年10月11日
发明者卢朝辉 申请人:卢朝辉