【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及節(jié)能，尤其是涉及一種光生物反應(yīng)裝置。
技術(shù)介紹
1、生物質(zhì)固碳是一項(xiàng)十分具有前景的“雙減”技術(shù)，微藻隸屬于傳統(tǒng)生物質(zhì)，具有固定co2、凈化有機(jī)廢水、可作為生物燃料等優(yōu)點(diǎn)。通過光合作用將co2中的碳元素固定從而轉(zhuǎn)化為自身的生物質(zhì)，其中小球藻因體內(nèi)含有生長因子cgf，是制備生物柴油的高油脂含量生物質(zhì)。另一方面，目前我國建筑能源消耗占全國總能源消耗的比重較高，從節(jié)能環(huán)保角度考慮，建筑節(jié)能是重要的發(fā)展趨勢。如何將兩者結(jié)合起來，提高能源利用率和節(jié)能技術(shù)，是一個重要的研究方向和課題。
2、因此，實(shí)有必要設(shè)計(jì)一種光生物反應(yīng)裝置，以克服上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了避免上述問題，提供了一種光生物反應(yīng)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，利用百葉窗空間為小球藻提供生長空間，極大程度節(jié)省了建筑占地；依靠小球藻的光合作用吸收室內(nèi)co2，實(shí)現(xiàn)生物固碳，凈化空氣的同時帶來良好的舒適度，促進(jìn)人體身心健康；且經(jīng)培養(yǎng)后積累的小球藻區(qū)別于一般藻類，富含甘油三酯，可制備為生態(tài)友好型的生物柴油，有望替代化石能源，節(jié)能環(huán)保。
2、本技術(shù)提供的一種光生物反應(yīng)裝置，包括：百葉窗機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和反應(yīng)系統(tǒng)；百葉窗機(jī)構(gòu)包括窗框和多個葉片，并列設(shè)置的多個葉片上下兩端分別轉(zhuǎn)動安裝在窗框上，葉片為透明的中空結(jié)構(gòu)，下端設(shè)有進(jìn)液口，上端設(shè)有通氣口；驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動連接多個葉片，驅(qū)動葉片在窗框上轉(zhuǎn)動；反應(yīng)系統(tǒng)包括盛液容器、蠕動泵、連通管、鼓風(fēng)機(jī)和集液容器，連通管分別與多個葉片下端進(jìn)液口連通，盛裝水和小球藻的盛液容器出液端
3、進(jìn)一步，葉片為向一側(cè)彎曲的弧形。
4、進(jìn)一步，驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括搖擺電機(jī)、齒條和多個齒輪，多個齒輪一一對應(yīng)的安裝在多個葉片的上端，齒條沿其長度方向的移動安裝在窗框上且與多個齒輪嚙合，搖擺電機(jī)輸出端與齒條一端連接，用于驅(qū)動齒條往復(fù)移動。
5、進(jìn)一步，每個葉片與連通管的連接處均設(shè)有調(diào)節(jié)氣體通量的調(diào)節(jié)閥。
6、進(jìn)一步，連通管與集液容器的連接之間設(shè)有氣體收集閥。
7、進(jìn)一步，葉片上下兩端通過銅套或軸承轉(zhuǎn)動安裝在窗框上。
8、進(jìn)一步，葉片的材質(zhì)為有機(jī)玻璃。
9、進(jìn)一步，葉片的朝光面和背光面均為朝光照方向凸起的曲線。
10、進(jìn)一步，葉片朝光面的曲線凸起部分偏離葉片中心。
11、微藻是所有單細(xì)胞或者簡單多細(xì)胞光合微生物的總稱，可以利用光能將co2轉(zhuǎn)化為有物并釋放出o2，與陸生植物相比具有光合作用效率高、生長速率快的特點(diǎn)，其固定的co2占全球co2固定量的40％以上。小球藻是一種球形單細(xì)胞淡水藻類，直徑3～8μm，是微藻的一種，以光合自養(yǎng)生長繁殖，產(chǎn)生的能量用于有氧呼吸及各項(xiàng)生命活動，可生成如甘油三酯(tg)等有機(jī)物，與甲醇反應(yīng)加氫后可轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃料。通過利用光合作用中光反應(yīng)合成的化學(xué)能atp和pi，利用1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶可以將捕獲的co2固定。
12、
13、上圖是小球藻合成甘油三酯(tg)的簡化示意圖，從小球藻進(jìn)行暗反應(yīng)生成的三磷酸甘油酸(3-pga)開始，與酰基-coa在甘油三磷酸酰基轉(zhuǎn)移酶(gpat)的作用下生成溶血磷脂酸(lyso-pa)；lyso-pa在溶血磷脂酸酰基轉(zhuǎn)移酶(lpaat)的作用下通過酯化反應(yīng)生成中心代謝產(chǎn)物磷脂酸(pa)；pa在磷脂酸磷酸酶(pap)的作用下脫去磷酸生成dag；dag在二酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶(dgat)的作用下發(fā)生酯化反應(yīng)生成甘油三酯。
14、在培養(yǎng)過程中，影響小球藻生長繁殖的主要因素有：co2、光照、溫度、ph等。反應(yīng)裝置應(yīng)用場景設(shè)置在室內(nèi)窗邊，基本滿足小球藻生長的溫度條件，在白天晴朗或陰天情況下即能滿足小球藻的培養(yǎng)光照需求。培養(yǎng)液ph經(jīng)過調(diào)配后處在小球藻最適ph范圍內(nèi)，在培養(yǎng)過程中無需調(diào)控。綜上所述，反應(yīng)裝置主要需要控制的是co2影響因素。不同濃度co2通入葉片后小球藻生長延滯期相差不大，但是，指數(shù)生長期卻因co2濃度的不同會有很大差異：通入空氣后，普通小球藻的指數(shù)生長期只有3d(2～5d)，隨后進(jìn)入平臺期，高濃度co2的通入均造成普通小球藻的指數(shù)生長期延長，當(dāng)小球藻繁殖達(dá)到衰亡期后，繁殖速率將大幅度下降，此時小球藻中的tg含量達(dá)到峰值，即可取出繼續(xù)培養(yǎng)下一周期的小球藻。根據(jù)不同氣候條件與光照時間調(diào)整，結(jié)合葉片內(nèi)液體顏色與渾濁程度，設(shè)置合適的培養(yǎng)周期即可。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下有益效果：該反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，利用百葉窗空間為小球藻提供生長空間，極大程度節(jié)省了建筑占地；依靠小球藻的光合作用吸收室內(nèi)co2，實(shí)現(xiàn)生物固碳，凈化空氣的同時帶來良好的舒適度，促進(jìn)人體身心健康；且經(jīng)培養(yǎng)后積累的小球藻區(qū)別于一般藻類，富含甘油三酯，可制備為生態(tài)友好型的生物柴油，有望替代化石能源，節(jié)能環(huán)保。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種光生物反應(yīng)裝置，其特征在于，包括：百葉窗機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和反應(yīng)系統(tǒng)；百葉窗機(jī)構(gòu)包括窗框和多個葉片，并列設(shè)置的多個葉片上下兩端分別轉(zhuǎn)動安裝在窗框上，葉片為透明的中空結(jié)構(gòu)，下端設(shè)有進(jìn)液口，上端設(shè)有通氣口；驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動連接多個葉片，驅(qū)動葉片在窗框上轉(zhuǎn)動；反應(yīng)系統(tǒng)包括盛液容器、蠕動泵、連通管、鼓風(fēng)機(jī)和集液容器，連通管分別與多個葉片下端進(jìn)液口連通，盛裝水和小球藻的盛液容器出液端通過蠕動泵與連通管的進(jìn)液端連接，鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)端與連通管的進(jìn)氣端連接，連通管的出液端與集液容器連接。
2.如權(quán)利要求1中所述的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于：葉片為向一側(cè)彎曲的弧形。
3.如權(quán)利要求1中所述的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于：驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括搖擺電機(jī)、齒條和多個齒輪，多個齒輪一一對應(yīng)的安裝在多個葉片的上端，齒條沿其長度方向的移動安裝在窗框上且與多個齒輪嚙合，搖擺電機(jī)輸出端與齒條一端連接，用于驅(qū)動齒條往復(fù)移動。
4.如權(quán)利要求1中所述的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于：每個葉片與連通管的連接處均設(shè)有調(diào)節(jié)氣體通量的調(diào)節(jié)閥。
5.如權(quán)利要求1中所述的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于
6.如權(quán)利要求1中所述的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于：葉片上下兩端通過銅套或軸承轉(zhuǎn)動安裝在窗框上。
7.如權(quán)利要求1中所述的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于：葉片的材質(zhì)為有機(jī)玻璃。
8.如權(quán)利要求1中所述的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于：葉片的朝光面和背光面均為朝光照方向凸起的曲線。
9.如權(quán)利要求8中所述的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于：葉片朝光面的曲線凸起部分偏離葉片中心。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種光生物反應(yīng)裝置，其特征在于，包括：百葉窗機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和反應(yīng)系統(tǒng)；百葉窗機(jī)構(gòu)包括窗框和多個葉片，并列設(shè)置的多個葉片上下兩端分別轉(zhuǎn)動安裝在窗框上，葉片為透明的中空結(jié)構(gòu)，下端設(shè)有進(jìn)液口，上端設(shè)有通氣口；驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動連接多個葉片，驅(qū)動葉片在窗框上轉(zhuǎn)動；反應(yīng)系統(tǒng)包括盛液容器、蠕動泵、連通管、鼓風(fēng)機(jī)和集液容器，連通管分別與多個葉片下端進(jìn)液口連通，盛裝水和小球藻的盛液容器出液端通過蠕動泵與連通管的進(jìn)液端連接，鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)端與連通管的進(jìn)氣端連接，連通管的出液端與集液容器連接。
2.如權(quán)利要求1中所述的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于：葉片為向一側(cè)彎曲的弧形。
3.如權(quán)利要求1中所述的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于：驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括搖擺電機(jī)、齒條和多個齒輪，多個齒輪一一對應(yīng)的安裝在多個葉片的上端，齒條沿其長度方向的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋昱，武琪勛，張震，文梓鑒，
申請(專利權(quán))人：中國人民解放軍海軍工程大學(xué)，
類型：新型
國別省市：
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