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CN2234443Y - 螺旋藻光合反应器 - Google Patents

螺旋藻光合反应器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及微藻培育生产之装置，特别涉及适用于螺旋藻光合反应与藻生物质的培养生产的装置。它由透光反应塔和立式双排平螺旋式管道构成。在反应塔顶部设有排气孔，中部设有鼓泡板，下部设热交换器，底部设CO2注气管。本实用新型采用全封闭式培养，能杜绝一切外来异生物和各种化学污染因子的侵染，且占地面积小，节省能耗，生物产率高，可进行全天候生产。适用于大量生产高品位食品、医药级藻产品。

Description

螺旋藻光合反应器
本实用新型涉及微藻培育生产之装置，特别涉及适用于螺旋藻光合反应与藻生物质的培养生产的装置。
蓝藻螺旋藻(Blue-green Alga，Spirulina Spp.)是一种新颖微生物蛋白质资源。该藻由于含有很高的蛋白质、氨基酸、维生素、不饱和脂肪酸、多糖和矿物质等多种人体需要的营养素，被联合国粮农组织(FAO)、工业发展组织(UNIDO)等推荐为“人类最理想的食品”。1985年，以本发明人为首的江西省农科院螺旋藻课题研究组，率先建立了我国第一座工厂化大池培养生产系统。此后，类似的装置在全国推广。大池培养存在占地面积大、投资成本高、能耗大以及常年生产受气侯影响等问题。近年，CN1098246A推出一种螺旋藻生产方法及装置，它采用沟渠加搅拌方法；另有一种CN2084288U螺旋藻闭式流水线繁育装置，它采用透明塑膜管，在管内通空气的方法。这些方法与常规大池生产制式相比，前者仍然存在占地面积大，生产受气侯条件影响等问题；后者仍未解决在螺旋藻培养时，由于藻细胞光合产氧发生的蓄积氧中毒问题，以及管道在夏季高温时散热困难及冬季保温困难等技术问题。以上制式还由于管道呈平面铺设，只有上层单面可受光，因此仍存在受光面积小，光能利用率不高等问题。
本实用新型的目的，在于克服已有螺旋藻生产技术制式中存在的上述问题，设计出一种占地面积很小，能控制温度和光照，可全天侯生产，能进行高效率光合作用，能及时供给并充分利用二氧化碳，能及时排出光合反应过程中产生的氧气的光合反应器。以该反应器多单元组合，可进行大生物量连续生产，尤其适用于生产高品位食品、医
药级螺旋藻的工业化装置。
本实用新型的目的采用如下设计实施：
本实用新型的光合反应器由光合反应塔与立体双排平螺旋式管道构成。该反应器的塔身与管道由高度透光材料构成。在塔身顶部设有排气孔用以排除氧气，出液管上端由塔上部引入反应管道，出液管下端置于塔的中下部，进液管从塔的上部引入塔中，塔中部设鼓泡板，在塔下部设热交换器，在塔底部设有CO2注气管，本设计采取立体双排平螺旋式封闭循环管道，配有抽吸泵，出液阀及排液口。
本实用新型的效果显著，它克服了常规大池生产制式占地面积大，能耗大，产率低，且不能金天候生产的弊端。它能全方位利用自然光提供光合反应所需的光能、充分满足藻细胞对CO2的需要，并能及时排出有害的培养液中的溶解氧，还由于设有冷/热交换器控制温度，故生产效率高，该反应器由于是全封闭式循环连续生产培养，可以杜绝一切外界异生物和各种化学污染因子的侵染。故卫生条件好，特别适用于生产高品位食品、医药级产品。
图面说明：
图1.本实用新型光合反应器示意图。
下面结合附图与实施例进一步说明本实用新型。
实施例1.
1、排气孔         2、出液管
3、进液管         4、塔
5、鼓泡板         6、进气口
7、冷/热水出口    8、热交换器
9、冷/热水进口    10、CO2注气管
11、抽液阀    12、抽吸泵
13、排液口    14、出液阀
15、平螺旋式管道
由图可见，该反应器由反应塔与双排平螺旋式反应管道构成(图中省略管道的中间部份)。反应器塔身及管道由高透光率材料构成。在塔4的顶部设有排气孔，用以排除光合反应中所产生的氧，出液管2上端从塔上部引入反应管道，下端置于塔中下部，进液管3在塔4的上部引入塔中，塔4中间部设有鼓泡板5，在塔4下部设有热交换器8，在塔底部设有CO2注气管10，立体双排平螺旋式封闭管道15上下端与反应塔相连，在螺旋管道15的最底部管道上设有排液口13、抽液阀11及抽吸泵12。
本实用新型光合反应器的运行过程如下：在立式双排平螺旋式管道15中积极进行光合反应的培养藻与藻液，流经底部抽液阀11，进入抽吸泵12，通过进液管3，抽至反应塔4的上部，淋注而下。螺旋藻藻液在塔4中部，受到由进气孔6进入的气体(通过鼓泡板5向上喷气搅动)，迅速排除培养液中的氧气。反应塔4同时还继续提供藻生长繁殖所需的光能及由CO2注气管10进入的大量CO2气，使光合反应活跃进行。夏季，在光合反应器中蓄积的大量热量，通过热交换器8的吸热(由下部进水管9送进冷水)后，从上部出水口流出。光合反应器中的培养液经过出液管2，排液阀14进入到平螺旋式管道15中。在管道15内，螺旋藻活跃进行生长繁殖，细胞大量增殖和产生大量氧气，培养液从双排平螺旋式管道15的上口流向底层管，然后经抽吸泵再次流入反应塔，周而复始循环。当培养藻达到一定光密度时，可从底层管排液口13排出采收。

Claims (3)

1、一种螺旋藻光合反应器，由反应塔(4)管道(15)和抽吸泵(12)构成，其特征是：在塔(4)的顶部设有排气孔，出液管(2)上端从塔上部引入反应管道，下端置于塔中下部，进液管(3)在塔(4)的上部引入塔中，塔(4)的中间部设有鼓泡板(5)，在塔(4)下部设有冷/热交换器(8)，在塔底部设有CO2注气管(10)，塔身与立式管道(15)相连，管道(15)的最底部管道上设有排液口(13)、抽液阀(11)和抽吸泵(12)。
2、根据权利要求1所述的光合反应器，其特征在于：管道(15)采用立体双排平螺旋式封闭结构。
3、根据权利要求1、2所述的光合反应器，其特征在于：塔身(4)及双排平螺旋式管道(15)由透光材料构成。
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