一種氣升跑道式生物反應器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種氣升跑道式生物反應器，其培養主體為透明亞克力PC材料制備成的封閉式跑道池，跑道池內部的彎處安裝有兩個螺桿泵機械推進泵，內部中央設有隔板，內部兩側壁分別安裝有營養鹽導通管和注入水導通管，內底兩側各具有一根CO2充氣管；營養鹽導通管、注入水導通管和CO2充氣管分別與封閉式跑道池外部的營養鹽補充裝置、水處理裝置和CO2充氣裝置相連；所述的跑道池池壁外側設有可開啟兩側跑道池的卡扣；所述的CO2充氣管每隔0.15m設一開口，營養鹽導通管、注入水導通管上分別安裝有9-12根注入管。本裝置增加了培養池中藻液的光照表面積體積比，改善了反應器的光照利用率，提高了培養密度，有利于工廠化微藻培養的效率。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種培養藻類的生物反應器，具體涉及一種氣升跑道式生物反應器，該反應器適用于培養等鞭金藻、三角褐指藻、纖細角毛藻、牟氏角毛藻、雨生紅球藻等各種微藻。
技術介紹
微藻能有效利用光能、0)2和無機鹽類合成蛋白質、脂肪、碳水化合物以及多種高附加值生物活性物質，可以通過微藻培養來生產保健食品、食品添加劑、飼料、生物肥料、化妝品及其他天然產品。另外，近年來利用藻類為宿主的基因產物的生產也日益受到關注。微藻生物資源的開發對于減緩土地、環境、能源和人口危機，彌補傳統農作物的不足與局限，以及促進傳統農業向工業化生產過渡都具有重要的意義。隨著人類對微藻的認識不斷加深，開發和研制新型高效光生物反應器及其在微藻的高密度培養方面的應用研宄已成為微藻生物技術的一個重要組成部分。目前，微藻培養裝置主要有開放式和封閉式兩種光生物反應器。開放式光生物反應器已普遍應用于商業化微藻大規模培養中，它具有投資少、成本低、技術要求簡單等優點，主要有四種類型:淺水池、循環池、跑道池式、池塘。其中最典型、最常用的開放池培養系統是Oswald設計的跑道池反應器(race-wayphotob1reaccor)，占地面積小、污染少，以自然光為光源和熱源，提高了藻體細胞的光能利用率，在螺旋藻、小球藻和鹽藻的大規模培養中取得良好的效果；但是，開放式光生物反應器容易受外界環境影響，難以保持較適宜的溫度與光照；并且，會受到灰塵、昆蟲及雜菌的污染，不易保持高質量的單藻培養；此外，光能及CO2利用率不高，無法實現高密度培養。美國Solix公司開發了一種水浮薄膜吊袋式微藻培養系統，是一種封閉式光生物反應器，將數百米長的吊袋懸浮于水池中，一方面供助水的浮力來減輕塑料膜的承壓，另一方面也可利用水池中的水來實現吊袋培養系統的溫度緩沖；然而塑料膜的承壓強度低，導致此類塑料膜光反應器難于放大。此外，傳統的封閉式生物反應器也存在成本昂貴、投資大，采用人工內置光源和熱源、耗能高，可培育藻種單一，培養后期由于細胞濃度的升高限制光的穿透從而降低光照效率，在培養過程中由于水壓增加使細胞受到損傷等缺點。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的不足，而提供一種氣升跑道式生物反應器，該生物反應器適用于陽光工廠化、規模化培養微藻，可以有效解決水泥池占地面積過大、開放池容易污染、光照利用不充分、養殖過程中藻體損傷嚴重、養殖成本過尚等技術缺陷。為了實現上述目的，本技術采用如下技術方案:一種氣升跑道式生物反應器，其培養主體為透明亞克力PC材料制備成的封閉式跑道池，其特征在于，所述的跑道池內部的彎處安裝有兩個螺桿泵機械推進泵，內部中央設有隔板，內部兩側壁分別安裝有營養鹽導通管和注入水導通管，內底兩側各具有一根0)2充氣管；所述的營養鹽導通管、注入水導通管和CO2充氣管分別與封閉式跑道池外部的營養鹽補充裝置、水處理裝置和CO2充氣裝置相連；所述的跑道池池壁外側設有可開啟兩側跑道池的卡扣；所述的CO2充氣管每隔0.15m設一開口，營養鹽導通管、注入水導通管上分別安裝有9-12根注入管。進一步的，所述的氣升跑道式生物反應器還具有不銹鋼支架和輔助光源LED燈，不銹鋼支架安設于跑道池的外底部，輔助光源LED燈安設于不銹鋼支架上、跑道池外底部；所述的輔助光源LED燈為紅色LED冷光燈、藍色LED冷光燈和白色LED冷光燈，池體上方覆蓋可卷動的塑料透光薄膜采用輔助光源；所述的不銹鋼支架高0.6-1.2m，支架下方安裝有若干可動輪及其駐動裝置。進一步的，所述的跑道式生物反應器還具有雙面跑道清潔裝置，包括清潔池內片和清潔池外片，二者密實地置于跑道池內外，利用異性磁極的吸引作用可使里面的一片跟著外面一片運動。進一步的，所述的跑道池規格為:長54-60m，單側寬0.6-0.7m、總寬度1.2-1.4m，池高0.5-0.6m ;所述的隔板長52-58m，距離池兩側均為lm，隔板高0.4m，注水水深0.2-0.3m，營養鹽補充管和注入水補充管距離池底0.2m以下；跑道池厚度均一，均為3mm ；卡扣位于池高0.4m處。進一步的，所述的0)2充氣管上的開口，方向為斜向上，以防止藻體沉淀，使藻體于培養液中混合均勻，防止污染；0)2通氣量為1-3% V:V，雷諾數為2 X 10 3-2X 105o上述的水處理裝置為生物反應器提供水源，水處理裝置通過位于跑道池拐彎處的初始注水管為其提供初始水源，隨后，通過注入管為跑道池提供補充注水；營養鹽補充裝置根據電腦設定程序，通過注入管為跑道池提供營養鹽。上述的跑道式生物反應器，主要適用于球等鞭金藻、三角褐指藻、纖細角毛藻、牟氏角毛藻、雨生紅球藻等微藻的規模化培養。本技術生物反應器，結構簡單、操作方便，極大地增加了培養池中藻液的光照表面積體積比，改善了光生物反應器的光照利用率，提高了開放式光生物反應器的培養密度，大幅提高生產率，節省了生產成本，節約了資源消費，降低了勞動強度，提高了土地的重復使用率，符合農業可持續發展的戰略，特別有利于提升現有情況下工廠化微藻培養的效率。【附圖說明】圖1:本技術氣升跑道式生物反應器的整體結構示意圖；圖2:本技術氣升跑道式生物反應器的CO2補氣管位置、以及充氣方向示意圖；圖3:本技術氣升跑道式生物反應器的雙面磁力清潔裝置位置示意圖；圖4:本技術氣升跑道式生物反應器的卡扣及隔板結構示意圖；其中:1、營養鹽補充裝置，2、螺桿泵機械推進泵，3、水處理裝置，4、CO2充氣裝置，5、營養鹽導通管，6、注入水導通管，7、0)2充氣管，8、不銹鋼支架，9、輔助光源LED燈，10、初始注水管，11、注入管，12、卡扣，13、隔板，14、雙面跑道清潔裝置的清潔池內片，15、雙面跑道清潔裝置的清潔池外片。【具體實施方式】下面結合附圖對本技術的氣升跑道式生物反應器進的結構和運行方式進行詳細的描述。—種氣升跑道式生物反應器，主要適用于球等鞭金藻、三角褐指藻、纖細角毛藻、牟氏角毛藻、雨生紅球藻等微藻的規模化培養，其培養主體為封閉式跑道池，如圖1所示:跑道池內部的彎處安裝有兩個螺桿泵機械推進泵2，內部中央設有隔板13，內部兩側壁分別安裝有營養鹽導通管5和注入水導通管6，內底兩側各具有一根CO2充氣管7 ;營養鹽導通管、注入水導通管和0)2充氣管分別與封閉式跑道池外部的營養鹽補充裝置1、水處理裝置3和0)2充氣裝置4相連；跑道池池壁外側設有可開啟兩側跑道池的卡扣12，卡扣可開啟兩側跑道池，當培養藻類時外側可用卡扣密封；C02充氣管每隔0.15m設一開口，營養鹽導通管、注入水導通管上分別安裝有9-12根注入管11 ο跑道池安設于不銹鋼支架8上，跑道池的外底部、不銹鋼支架上安裝有輔助光源LED燈；所述的不銹鋼支架高0.6-1.2m，支架下方安裝有若干可動輪及其駐當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氣升跑道式生物反應器，其培養主體為透明亞克力PC材料制備成的封閉式跑道池，其特征在于，所述的跑道池內部的彎處安裝有兩個螺桿泵機械推進泵(2)，內部中央設有隔板(13)，內部兩側壁分別安裝有營養鹽導通管(5)和注入水導通管(6)，內底兩側各具有一根CO2充氣管(7)；所述的營養鹽導通管、注入水導通管和CO2充氣管分別與封閉式跑道池外部的營養鹽補充裝置(1)、水處理裝置(3)和CO2充氣裝置(4)相連；所述的跑道池池壁外側設有可開啟兩側跑道池的卡扣(12)；所述的CO2充氣管每隔0.15m設一開口，營養鹽導通管、注入水導通管上分別安裝有9?12根注入管(11)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王巧晗，高燕琦，宮慶禮，
申請(專利權)人：中國海洋大學，
類型：新型
國別省市：山東;37