一种内置光微藻培育反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种内置光微藻培育反应器，设有光反应器罐体，光反应器罐体的外形为直立式圆柱形筒体，圆柱形筒体直径与高度之比为1：2.5，在圆柱形筒体上设有进料口、出料口、中央人孔、观察孔、出气口、传感器接口和取样孔，所述进料口和出气口分别设置在圆柱形筒体的上部侧面，观察孔在圆柱形筒体上呈竖向排列，传感器接口设置在圆柱形筒体的中部位置，圆柱形筒体的内部设有传感器。本实用新型全封闭，能自由控制光照、温度、PH、溶氧、营养盐等参数，设有内置光源，可以集中利用光源，搅拌机构先进，结构简单，造价较低。
【专利说明】一种内置光微藻培育反应器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于水产养殖【技术领域】，具体涉及一种内置光微藻培育反应器。
【背景技术】
[0002] 生物反应器是生物工程技术的重要工具，往往一种反应器的发明可推动一个产业 的发展。微藻产业是目前快速发展的新兴产业，各种不同的微藻可以提供新型优质蛋白产 品、保健产品、医药产品和能源产品等，但目前微藻规模化培养主要是在敞开式的跑道池进 行，其缺点很多：跑道池难以避免细菌、真菌，其他速成杂藻和原生动物的污染和捕食，严重 影响质量；由于季节气候和昼夜等自然条件的变化对产量的影响；跑道池要占用大量的土 地，且易受周围环境的影响。大规模的跑道水池培育，由于光照、温度等不恒定，管理十分困 难。上述四项，成为微藻进一步扩大产能和产业生产的制约因素，因此一种应用于产业化大 容量封闭式的光生物反应器成为规模化生产的必备条件之一。目前国内外全封闭光生物反 应器主要有立柱式、平板式和管式等类型，均为中小型，外置控制光源难以光照控制、温度 难以达到产业化的要求。
【发明内容】
[0003]
[0004] 本实用新型克服了现有技术的不足，提出了一种内置光微藻培育反应器，所述反 应器全封闭，避免上述种种因素的影响，光照、温度、PH、溶氧、营养盐等可以自由控制，可完 全避免细菌、杂菌、原生物的污染。内置光源，可以集中的利用光源，使光源全部利用，避免 光源扩散或光污染的缺陷。气雾式柔性搅拌，而不用机械螺旋浆搅拌器，可以充气与搅拌合 二为一，同时光源可自由设定，不受搅拌器的影响。与通用型生物反应器比较，结构简单，造 价较低。通用性强，在必要时也可作为通用型生物反应器使用。
[0005] 本实用新型的技术方案为：一种内置光微藻培育反应器，设有光反应器罐体，光 反应器罐体的外形为直立式圆柱形筒体，圆柱形筒体直径与高度之比为1 :2. 5,在圆柱形 筒体上设有进料口、出料口、中央人孔、观察孔、出气口、传感器接口和取样孔，所述进料口 和出气口分别设置在圆柱形筒体的上部侧面，观察孔在圆柱形筒体上呈坚向排列，传感器 接口设置在圆柱形筒体的中部位置，圆柱形筒体的内部设有传感器，传感器接口与传感器 相连接，传感器包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器通过信号线 与气雾搅拌结构相连接，出料口设置在圆柱形筒体的底部位置，在圆柱形筒体内部设有光 柱支架和气雾搅拌结构，所述光柱支架水平设置在圆柱形筒体的中部位置，气雾搅拌结构 水平设置在圆柱形筒体的底部，在圆柱形筒体的上方设有上封头，在上封头的上方设有上 盖；所述光柱支架包括十字支架和环形支架，环形支架呈圆形，在环形支架的圆周上设有等 间距排列的光柱穿入孔，所述十字支架和环形支架焊接在一个平面上，在所述上封头上设 有环形盖板和所述十字支架，在环形盖板的外圆周上设有所述的光柱穿入孔，环形盖板的 中心为所述中央人孔，环形盖板和所述十字支架焊接在一个平面上，在所述光柱穿入孔内 穿有光柱，所述光柱的顶端通过灯柱导线与一个电源导线相连接，所述电源导线与一个光 伏控制器相连接，所述光伏控制器设置在所述中央人孔内，气雾搅拌结构包括微孔喷雾器、 固定架和接管，所述微孔喷雾器环绕在所述固定架上，所述接管与微孔喷雾器的初始端相 连接，在圆柱形筒体的圆周上缠绕有蛇形加热盘管，所述蛇形加热盘管与气雾搅拌结构相 连通。
[0006] 所述固定架的中心设有一个固定环，在固定环的圆周上等间距焊接若干散射支 架，所述散射支架以固定环的圆心为中心向外散射，所述散射支架与固定环在一个平面上。
[0007] 所述光柱包括玻璃管、灯带导线和灯带，所述灯带设置在玻璃管内部，所述灯带导 线与灯带相连接，所述灯带由LED坚直串联排列在一起组成。
[0008] 本实用新型具有如下有益效果：
[0009] 本实用新型全封闭，多数参数如，光照、温度、PH、溶氧、营养盐等可以自由控制，可 完全避免细菌、杂菌、原生物的污染。内置光源，可以集中的利用光源，避免光源扩散或光污 染的缺陷。气雾式柔性搅拌，而不用机械螺旋浆搅拌器，可以充气与搅拌合二为一，同时光 源可自由设定，不受搅拌器的影响。与通用型生物反应器比较，结构简单，造价较低。
【专利附图】
【附图说明】 [0010] ：
[0011] 图1是本实用新型的外部结构示意图；
[0012] 图2是本实用新型的光柱结构示意图；
[0013] 图3是本实用新型的气雾搅拌结构示意图；
[0014] 图4是本实用新型的内部结构示意图；
[0015] 图5是本实用新型的上封头结构示意图；
[0016] 图6是本实用新型的光柱支架结构示意图。
[0017] 图中，1、光反应器罐体；2、观察孔；3、上封头；4、上盖；5、进料口；6、传感器接口； 7、出气口；8、出料口；9、灯带导线；10、玻璃管封口；11、玻璃管；12、LED ;13、灯带；14、微孔 喷雾器；15、固定架；16、接管；17、电源导线；18、光伏控制器；19、灯柱导线；20、光柱支架； 21、蛇形加热盘管；22、气雾搅拌结构；23、环形盖板；24、中央人孔；25、光柱穿入孔；26、十 字支架；27、环形支架；28、光柱。
【具体实施方式】 [0018] ：
[0019] 参见图1至图6所示，本实用新型设有光反应器罐体1，光反应器罐体1的外形为 直立式圆柱形筒体，圆柱形筒体直径与高度之比为1 :2. 5,在圆柱形筒体上设有进料口 5、 出料口 8、中央人孔、观察孔2、出气口 7、传感器接口和取样孔，所述进料口 5和出气口 7分 别设置在圆柱形筒体的上部侧面，多个观察孔2在圆柱形筒体上呈坚向排列，传感器接口 6 设置在圆柱形筒体的中部位置，圆柱形筒体的内部设有传感器，传感器接口 6与传感器相 连接，传感器包括若干压力传感器和若干温度传感器，所述压力传感器和温度传感器通过 信号线与气雾搅拌结构22相连接，出料口 8设置在圆柱形筒体的底部位置，在圆柱形筒体 内部还设有光柱支架20和气雾搅拌结构22,所述光柱支架20水平设置在圆柱形筒体的中 部位置，气雾搅拌结构22水平设置在圆柱形筒体的底部，在圆柱形筒体的上方设有上封头 3,在上封头3的上方设有上盖4 ;所述光柱支架20包括十字支架26和环形支架27,环形支 架27呈圆形，在环形支架27的圆周上设有等间距排列的光柱穿入孔25,所述十字支架26 和环形支架27焊接在一个平面上，在所述上封头3上设有环形盖板23和所述十字支架26， 在环形盖板23的外圆周上设有所述的光柱穿入孔25,环形盖板23的中心为所述中央人孔 24,环形盖板23和所述十字支架26焊接在一个平面上，在所述光柱穿入孔25内穿有光柱 28,所述光柱28的顶端通过灯柱导线19与一个电源导线17相连接，所述电源导线17与一 个光伏控制器18相连接，所述光伏控制器18设置在所述中央人孔24内，气雾搅拌结构22 包括微孔喷雾器14、固定架15和接管16,所述微孔喷雾器14环绕在所述固定架15上，所 述接管16与微孔喷雾器14的初始端相连接，在圆柱形筒体的圆周上缠绕有蛇形加热盘管 21，所述蛇形加热盘管21与气雾搅拌结构22相连通，气雾搅拌结构22可控制蛇形加热盘 管21的加热，也可使得自身进行搅拌。
[0020] 所述固定架15的中心设有一个固定环，在固定环的圆周上等间距焊接若干散射支 架，所述散射支架以固定环的圆心为中心向外散射，所述散射支架与固定环在一个平面上。
[0021] 所述光柱28包括玻璃管11、灯带导线9和灯带13,所述灯带13设置在玻璃管11 内部，所述灯带导线9与灯带13相连接，所述灯带13由LED12坚直串联排列在一起组成， 玻璃管封口 10设置在玻璃管11的顶部。本实用新型可工作在消毒接种和微藻培育阶段两 个模式，工作原理为：
[0022] 1、本实用新型用于消毒接种
[0023] 1)光反应器罐体1消毒后，从进料口 5泵入培养微藻用常规的过滤水，至定容后， 从进料口5加入化学消毒剂；
[0024] 2)开启气雾搅拌结构22搅拌5分钟，使化学消毒剂充分搅拌均匀后，关机并关闭 全部与光反应器罐体1的外部相连接的罐口，静止12小时；
[0025] 3)从进料口 5加入余毒清除剂，开启出气口 7和气雾搅拌结构22,强烈曝气10 分钟，使余毒物质彻底清除或中和失效后，从进料口 5加入经过高温消毒的培养剂，搅拌均 匀，同时开启气雾搅拌结构22内的控温系统，使培养剂温度调节至预设的温度。
[0026] 4)从进料口 5接入藻种后，关闭进料口 5 ;
[0027] 5)开启气雾搅拌结构22和出气口 7,调节至微雾进气量与出气达到平衡，压力传 感器使罐内气压稍高于外界气压；
[0028] 6)开启光伏控制器18的光源，使光照强度调节至预设的强度，进入微藻培育阶 段。
[0029] 2、本实用新型用于微藻培育阶段，微藻培育周期较长，培育阶段对各项参数进入 调节。
[0030] 1)温度调节：由于昼夜温差，天气变化，可用温度调节系统调节；
[0031] 2)由于微藻的生长繁殖，藻体增加，基于藻体的遮光作用，可以微调增加光照强 度；
[0032] 3)培养过程中由于光合作用导致二氧化碳的消耗，可从气雾搅拌结构中增加二氧 化碳；
[0033] 4) PH的变化可以用酸碱罐调节；
[0034] 5)营养物的消耗可以由光反应器罐体1加营养剂；
[0035] 6)总之可以调节至微藻培育的最适培养条件，当雨生红球藻培育时，在营养细胞 对数生长期早期，加强光照，增加温度和补料时调节培养剂配方，为雨生红球藻增加虾青素 的积累；
[0036] 7)当藻体生长至预设生物量或活性物质达到预设的量时，打开出料口 5出料，培 育过程结束。
【权利要求】
1. 一种内置光微藻培育反应器，其特征是：设有光反应器罐体，光反应器罐体的外形 为直立式圆柱形筒体，圆柱形筒体直径与高度之比为1 :2. 5,在圆柱形筒体上设有进料口、 出料口、中央人孔、观察孔、出气口、传感器接口和取样孔，所述进料口和出气口分别设置在 圆柱形筒体的上部侧面，观察孔在圆柱形筒体上呈坚向排列，传感器接口设置在圆柱形筒 体的中部位置，圆柱形筒体的内部设有传感器，传感器接口与传感器相连接，传感器包括压 力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器通过信号线与气雾搅拌结构相连 接，出料口设置在圆柱形筒体的底部位置，在圆柱形筒体内部设有光柱支架和气雾搅拌结 构，所述光柱支架水平设置在圆柱形筒体的中部位置，气雾搅拌结构水平设置在圆柱形筒 体的底部，在圆柱形筒体的上方设有上封头，在上封头的上方设有上盖；所述光柱支架包括 十字支架和环形支架，环形支架呈圆形，在环形支架的圆周上设有等间距排列的光柱穿入 孔，所述十字支架和环形支架焊接在一个平面上，在所述上封头上设有环形盖板和所述十 字支架，在环形盖板的外圆周上设有所述的光柱穿入孔，环形盖板的中心为所述中央人孔， 环形盖板和所述十字支架焊接在一个平面上，在所述光柱穿入孔内穿有光柱，所述光柱的 顶端通过灯柱导线与一个电源导线相连接，所述电源导线与一个光伏控制器相连接，所述 光伏控制器设置在所述中央人孔内，气雾搅拌结构包括微孔喷雾器、固定架和接管，所述微 孔喷雾器环绕在所述固定架上，所述接管与微孔喷雾器的初始端相连接，在圆柱形筒体的 圆周上缠绕有蛇形加热盘管，所述蛇形加热盘管与气雾搅拌结构相连通。
2. 根据权利要求1所述的内置光微藻培育反应器，其特征是：所述固定架的中心设有 一个固定环，在固定环的圆周上等间距焊接若干散射支架，所述散射支架以固定环的圆心 为中心向外散射，所述散射支架与固定环在一个平面上。
3. 根据权利要求1所述的内置光微藻培育反应器，其特征是：所述光柱包括玻璃管、灯 带导线和灯带，所述灯带设置在玻璃管内部，所述灯带导线与灯带相连接，所述灯带由LED 坚直串联排列在一起组成。
【文档编号】C12M1/34GK203999589SQ201420469592
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】花勃 申请人:青岛中科海水处理有限公司