光合微生物培養裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種光合微生物培養裝置，包括主體容器，主體容器內部充滿營養霧，其頂部覆蓋保水透氣膜；主體容器內布置有多個光分散部件，光分散部件的上方設有透鏡和光線耦合器，光通過透鏡聚集到光線耦合器，光線耦合器再將光分為多束光，每一束光入射到一個光分散部件中，并通過光分散部件的表面透射出來，光分散部件透光部分的外表面覆蓋多孔吸附材料，光合微生物附著其上生長。本實用新型專利技術可在培養光合微生物時提高光照的利用率。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
光合微生物培養裝置
本技術涉及微生物培養裝置，尤其涉及一種光合微生物培養裝置。
技術介紹
光合微生物是一類系統發生各異、個體較小、通常為單細胞或群體的、能進行光合作用(少部分為異養生長)的水生(或陸生、氣生、共生)低等植物，例如微藻。在地球上存活的光合微生物超過20萬種，光合微生物每年固定的CO2約占全球凈光合產量的40%，在能量轉化和碳元素循環中起到舉足輕重的作用。它在自然界隨處可見，容易生長和收獲，產量很高。光合微生物種類繁多，它們表現為系統發生的多樣性、遺傳和表型的多樣性、生長方式的多樣性、生態多樣性、代謝多樣性、化學多樣性和生物功能多樣性，因此，它們的代謝產物也較為豐富，光合微生物能夠通過生物轉化或后加工形成多種形式的生物能源。如有些光合微生物在光合作用過程中能夠通過光水解產生氫氣；有些光合微生物在生長繁殖過程中，體內能夠積累大量的脂肪酸；有些光合微生物在次生代謝過程中，會產生烴類物質；光合微生物光合作用所產生的生物質通過發酵氣化、熱解、氫化或熱化學液化可分別轉變為甲烷氣、甲醇、汽油、烴或燃料油。傳統的光合微生物培養采用開放或密閉光反應器。開放式光反應器直接利用太陽光能，構造簡單，成本低，操作容易，但容易污染，培養條件也不穩定。封閉式光反應器種類樣式多樣，較易控制污染，可獲得比開放式更高的生物質產量，但是現有技術中封閉式光反應器中光照利用率不高。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題在于針對現有技術中封閉式光反應器中光照利用率不高的缺陷，提供一種光照利用率高的光合微生物培養裝置。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種光合微生物培養裝置，包括主體容器，主體容器內部充滿營養霧，其頂部覆蓋保水透氣膜；主體容器內布置有多個光分散部件，光分散部件的上方設有透鏡和光線耦合器，光通過透鏡聚集到光線耦合器，光線耦合器再將光分為多束光，每一束光入射到一個光分散部件中，并通過光分散部件的表面透射出來，光分散部件透光部分的外表面覆蓋多孔吸附材料，光合微生物附著其上生長。本技術所述的光合微生物培養裝置中，光分散部件接收光照的部分置于主體容器外，其余置于主體容器內。本技術所述的光合微生物培養裝置中，光分散部件的至少80%置于主體容器的營養霧內。本技術所述的光合微生物培養裝置中，光分散部件為等腰三角形，多個光分散部件并排倒置在主體容器內。本技術所述的光合微生物培養裝置中，主體容器上方設有多個噴霧頭和一氣體入口，氣體入口與外部的氣體存儲罐連接。本技術所述的光合微生物培養裝置中，主體容器內部設有在線PH探頭，與氣體存儲罐的電磁閥門連接。本技術所述的光合微生物培養裝置中，主體容器底部設有凹槽，與噴霧頭連通。本技術所述的光合微生物培養裝置中，主體容器外壁設有用以降溫的噴水帶。本技術所述的光合微生物培養裝置中，透鏡為菲涅爾透鏡。本技術所述的光合微生物培養裝置中，主體容器上表面中央設有一個用于釋放光合作用產生的氧氣的窗口。本技術產生的有益效果是:本技術的光合微生物培養裝置中，主體容器內布置有多個光分散部件，光分散部件的上方設有透鏡和光線耦合器，光通過透鏡聚集到光線耦合器，光線耦合器再將光分為多束光，每一束光入射到一個光分散部件中，并通過光分散部件的表面透射出來，光分散部件透光部分的外表面覆蓋多孔吸附材料，光合微生物附著其上生長，光合微生物通過光分散部件的表面透射出來的光進行光合作用。本技術光合微生物培養裝置有效提高了光照的利用率。【附圖說明】下面將結合附圖及實施例對本技術作進一步說明，附圖中:圖1是本技術實施例光合微生物培養裝置的結構示意圖；圖2是本技術實施例光在光分散部件中的光路圖。【具體實施方式】為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。如圖1所示，本技術實施例的光合微生物培養裝置，包括主體容器4，主體容器4內部充滿營養霧,主體容器4有一定的密閉性，可以較好的控制內部的濕度，水分氣體不易擴散，而光合作用產生的氧氣不易溶于水，可以釋放出主體容器4，為達到上述目的，可采用保水透氣膜等。可在主體容器4上表面(如表面中央)設置一個小窗口，用于釋放光合作用產生的氧氣。主體容器4內布置有多個光分散部件3，光分散部件3的上方設有透鏡2和光線耦合器5，透鏡2可選用菲涅爾透鏡。光7通過透鏡2聚集到光線耦合器5，光線耦合器5再將光分為多束光，每一束光入射到一個光分散部件3中，并通過光分散部件3的表面透射出來，光分散部件3透光部分的外表面覆蓋多孔吸附材料(圖中未示出)，光合微生物附著其上生長。光分散部件3可視為主體容器4中的發光體，將其置于培養霧中，可以提高光照利用率。多孔吸附材料為對各類光合微生物生長無毒害作用的，具有一定保濕能力，且具微細結構的多孔吸附材料，如硅膠、樹脂、纖維等，但不限于所列舉的上述材料。光合微生物接種后，可充分吸收到適宜的光照、CO2與營養，表層細胞迅速生長積累，在多孔吸附材料表面形成厚度0.2mm?2_的生物膜。通過透鏡和光線耦合器的光經光分散部件的傳遞，將單位輻射過高的光強稀釋到最適宜光合微生物生長的強度，有效的提聞了光能利用效率。本技術的一個實施例中，光分散部件3接收光照的部分置于主體容器4外，不浸沒在主體容器4的營養霧中。光分散部件3的其余置于主體容器4內。本技術實施例中，光分散部件3的至少80%置于主體容器4的營養霧內。光分散部件3的透光率至少為80%，光分散部件3的材質可選用玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等。本技術中的光分散部件3的接受光線部分可以直接接收太陽光，或/和具有接收光線傳遞的光線接口，或/和LED光線接口。發射光線的部分為面發光，或多個細小點發光。側發光光纖、LED點陣均可實現上述要求。光分散部件3的可發光表面積占總表面積的50%以上，優選90%。本技術的一個實施例中，如圖1所示，光分散部件3為等腰三角形，多個光分散部件3并排倒置在主體容器內。主體容器4與光分散部件3的發射光線的表面之間，光分散部件3相互之間均留有一定間隙，間隙可以是I?50cm，優選為4cm。該間隙可提供霧氣或水性液體流通，使其能夠均勻分布。在本技術的另一實施例中，如圖2所示，光分散部件3的上半部分為矩形，下半部分為倒置的等腰三角形，由光路圖可知，將下半部分設計為倒置的等腰三角形，增大了出射光的面積，提高了光照利用率。本技術的一個實施例中，主體容器4上方設有多個噴霧頭I和一氣體入口(圖中未示出)。氣體入口與外部的氣體存儲罐連接。噴霧頭I和氣體入口可噴施出霧狀營養液與混合氣體。本技術中的霧狀營養液為光合微生物生長所需要的N、P、K與微量元素的混合液。營養液可以是用各種化合物配制的溶液，也可以是生物質電廠灰、污水、污泥等含有混合營養元素有機物的浸出液。不同的光合微生物要求的營養元素的濃度并不相同，實際培養中根據不同的要求配施不同濃度的營養液用以噴霧。本技術中的混合氣體可以使大氣與二氧化碳任意比例混合，或/和煙道氣等。熟知的是，也可在營養液中添加無機碳源或/和碳酸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光合微生物培養裝置，其特征在于，包括主體容器，主體容器內部充滿營養霧，其頂部覆蓋保水透氣膜；主體容器內布置有多個光分散部件，光分散部件的上方設有透鏡和光線耦合器，光通過透鏡聚集到光線耦合器，光線耦合器再將光分為多束光，每一束光入射到一個光分散部件中，并通過光分散部件的表面透射出來，光分散部件透光部分的外表面覆蓋多孔吸附材料，光合微生物附著其上生長。

【技術特征摘要】
1.一種光合微生物培養裝置，其特征在于，包括主體容器，主體容器內部充滿營養霧，其頂部覆蓋保水透氣膜；主體容器內布置有多個光分散部件，光分散部件的上方設有透鏡和光線耦合器，光通過透鏡聚集到光線耦合器，光線耦合器再將光分為多束光，每一束光入射到一個光分散部件中，并通過光分散部件的表面透射出來，光分散部件透光部分的外表面覆蓋多孔吸附材料，光合微生物附著其上生長。2.根據權利要求1所述的光合微生物培養裝置，其特征在于，光分散部件接收光照的部分置于主體容器外，其余置于主體容器內。3.根據權利要求2所述的光合微生物培養裝置，其特征在于，光分散部件的至少80%置于主體容器的營養霧內。4.根據權利要求1-3中任一項所述的光合微生物培養裝置，其特征在于，光分散部件為等腰...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龔豪，趙亮，
申請(專利權)人：武漢凱迪工程技術研究總院有限公司，
類型：新型
國別省市：湖北;42