一种曝气式微藻培养装置

本技术属于微藻培养，设计一种微藻培养装置，具体是一种曝气式微藻培养装置。

背景技术：

1、微藻是一类体型微小、营养丰富的光合自养微生物，在陆地淡水和海洋分布广泛，可利用阳光、co2以及其它营养物进行增殖快速生长并可在细胞内合成大量有机物，且微藻对co2的转化效率是陆地高等植物的10～50倍，因此对生态环境中的能量转化和碳循环具有重大的意义；同时微藻生物中含有丰富的油脂、碳氢化合物和其他高附加值的生物活性物质，在制备液体燃料，生产医药、食品和动物饲料，以及co2固定等方面具有广阔的应用前景，为生物炼制研究领域新兴的热点之一。

2、微藻培养系统基本分为两类：开放式微藻培养系统和封闭式微藻培养系统。目前，开放式的微藻培养系统主要有开放式培养池与开放式培养装置，开放式培养池主要以利用天然或人工的长条形池为主，但由于微藻细胞的吸光与遮光作用，在微藻培养过程中，培养池的光照深度会随着培养池深度和细胞浓度衰减，培养池中会呈现出表面强光区、中层弱光区和底层无光区的光照分区结构，使中、下层的藻细胞处于弱光区或暗区，无法获得充足的光照，导致藻细胞受光不均匀，藻细胞光合作用较弱，虽然此类开放式培养池投资成本低，易于规模化生产，但是微藻生物的产量低下，且由于地形以及自然因素的原因，导致培养条件难以控制；而开放式培养装置大都以跑道池的结构为主，在微藻的培养过程中，为了防止微藻的沉降、及时排出微藻生长时产生的氧气以及让微藻轮流接受光照，基本都采用在跑道池的一端设置波轮机，通过波轮机的持续搅动使藻液流动，波轮机在推动藻液的同时虽然也起到搅动的藻液的作用，但只是在波轮机处的局部进行搅动，而藻液的流动以层流为主，所以随着距离越远，搅动效果则会逐渐消失，远距离的藻液停止翻腾后依然会出现下层微藻受光不均匀、气液传质降低的情况，且波轮机为机械搅动，幅度剧烈，对微藻有一定的伤害，所以此类开放式培养装置亦是存在微藻生物产量低的问题。

技术实现思路

1、本实用新型是针对现有技术的不足而提供一种曝气式微藻培养装置，采用阶梯式的安装结构，通过曝气装置与水泵的配合，利用曝气装置排出的空气推动微藻以及配合水泵的抽取，使其在上层培养池和底层培养池之间形成流动循环，并利用曝气装置增加气液接触面积，将流动时的下层微藻向上顶起翻滚，与上层微藻交换位置，达到微藻在流动的同时翻滚搅动的效果，促进气液传质过程，避免藻体产生光抑制现象，使不同层面的微藻均匀受光，有效提高微藻产量。

2、本实用新型所采用的技术方案：

3、一种曝气式微藻培养装置，包括机架，机架设计为阶梯式结构，在机架上由上往下可拆卸式设置数个培养池，培养池设计为矩形结构，在培养池内设置直线导流板，直线导流板的尾端与培养池尾端连接，通过直线导流板将培养池左部和右部分隔开，形成流动路径，直线导流板的前端与培养池的前端之间形成引流口，用于藻液的流通，在直线导流板两侧设置曝气装置，曝气装置与气泵连接，培养池由上往下分为上层培养池和底层培养池，在上层培养池侧面设置出藻口，底层培养池则设计为无出藻口的闭环结构，位于顶部的上层培养池与底层培养池通过循环管路连接，在循环管路上设置单向阀与水泵，当曝气装置运作时，产生的空气可使上层培养池内的微藻沿着导流板经由引流口向出藻口流动，并同时搅动藻液，将上层培养池内的下层微藻向上搅动翻腾，使其翻转至液面表层，促进气液传质的同时还达到使微藻均匀受光的目的，当微藻经由顶部的上层培养池逐层流入底层培养池内后，通过水泵将底层培养池内的藻液经由循环管路抽回位于顶部的上层培养池内，以此形成流动循环。

4、进一步的，所述出藻口上设有引流槽，增加了微藻流出的流畅性。

5、进一步的，在上层培养池和底层培养池上均可拆卸设置扣棚，扣棚上设置防溅口，防溅口与引流槽连接，扣棚可根据需要进行安装或拆卸，来控制微藻的受光和避免外源污染，防溅口用于防止藻液流入时的溅射。

6、进一步的，所述上层培养池和底层培养池的前端均设计为弯弧型结构，防止藻液撞击池体后倒流，有利于促进藻液的流动。

7、进一步的，在上层培养池和底层培养池的引流口处均设置弧形导流板，弧形导流板使引流口形成双弯道，用于增加藻液流动性。

8、微藻培育时，将曝气装置打开，通过曝气装置产生的空气使藻液由位于顶部的上层培养池中沿着直线导流板向出藻口流动，同时在曝气装置产生的空气作用下，藻液在流动时还会产生搅动，使下层微藻翻腾至上层，在促进气液传质的过程还达到微藻均匀受光的效果，当藻液流动至出藻口时，通过引流槽经由顶部的上层培养池向下逐层流动，直至流入至底层培养池内，最后在曝气装置的推动下，藻液流动至水泵处，经由水泵将底层培养池内的藻液经由循环管路抽取至顶部的上层培养池中，使藻液在上层培养池和底层培养池之间形成流动循环，达到培育微藻的目的。

9、本实用新型结构简单、制作成本低，采用阶梯式的安装结构，通过曝气装置与水泵的配合，利用曝气装置排出的空气推动微藻以及配合水泵的抽取，使其在上层培养池和底层培养池之间形成流动循环，并利用曝气装置增加气液接触面积，将流动时的下层微藻向上顶起翻滚，与上层微藻交换位置，达到微藻在流动的同时翻滚搅动的效果，促进气液传质过程，避免藻体产生光抑制现象，使不同层面的微藻均匀受光，有效提高微藻产量，具有气液传质效果好、受光性强、微藻产量高等特点。

技术特征：

1.一种曝气式微藻培养装置，其特征在于：包括机架，机架设计为阶梯式结构，在机架上由上往下可拆卸式设置数个培养池，培养池设计为矩形结构，在培养池内设置直线导流板，直线导流板的尾端与培养池尾端连接，直线导流板的前端与培养池的前端之间形成引流口，在直线导流板两侧设置曝气装置，曝气装置与气泵连接，培养池由上往下分为上层培养池和底层培养池，在上层培养池侧面设置出藻口，底层培养池则设计为无出藻口的闭环结构，位于顶部的上层培养池与底层培养池通过循环管路连接，在循环管路上设置单向阀与水泵。

2.根据权利要求1所述的曝气式微藻培养装置，其特征在于：所述出藻口上设有引流槽。

3.根据权利要求1所述的曝气式微藻培养装置，其特征在于：在上层培养池和底层培养池上均可拆卸设置扣棚，扣棚上设置防溅口，防溅口与引流槽连接。

4.根据权利要求1所述的曝气式微藻培养装置，其特征在于：所述上层培养池和底层培养池的前端均设计为弯弧型结构。

5.根据权利要求1所述的曝气式微藻培养装置，其特征在于：在上层培养池和底层培养池的引流口处均设置弧形导流板。

技术总结
本技术公开了一种曝气式微藻培养装置，包括机架，在机架上设置数个培养池，在培养池内设置直线导流板，直线导流板的尾端与培养池尾端连接，在直线导流板两侧设置曝气装置，培养池为上层培养池和底层培养池，在上层培养池侧面设置出藻口，底层培养池则设计为无出藻口的闭环结构，位于顶部的上层培养池与底层培养池通过循环管路连接，在循环管路上设置单向阀与水泵。本技术结构简单、制作成本低，通过曝气装置与水泵的配合，使藻液在上层培养池和底层培养池之间形成流动循环，并利用曝气装置增加气液接触面积，促进气液传质过程，避免藻体产生光抑制现象，使不同层面的微藻均匀受光，具有气液传质效果好、受光性强、微藻产量高等特点。

技术研发人员：张婷婷,彭丽成,吉晓楠,庞锐捷,储啸,宋常正,解诗雨,毛洁然
受保护的技术使用者：海南大学
技术研发日：20230329
技术公布日：2024/1/13