一种三联球体式光生物反应器的制作方法

1.本实用新型涉及藻类培养技术领域，具体是一种三联球体式光生物反应器。


背景技术：

2.微藻的优势在于可以利用co2进行生长繁殖，同时利用太阳能作为能量来源，并且具有生长速度快、分布范围广、减少占地面积的特点，一定程度上降低co2所导致的温室效应的影响且减少了培养过程的能耗。另外，微藻进行筛选、加工、处理后也可以被广泛利用于食品、保健品等领域。
3.由于微藻在自然环境中的数量无法满足实际生产的需要，因此研发出了许多类型的微藻培养装置近几年被广泛的开发和研制。但是这些反应器存在制作成本高而培养规模低、培养效果差的问题。在一定的空间内，实现藻细胞大规模、高密度的培养既要考虑培养液ph值、co2含量和温度，又要考虑光照条件。现有技术中培养液ph值、co2含量和温度都能有效的控制，但是光照条件，即如何提高光能利用率仍然是制约微藻培养的发展的因素。


技术实现要素：

4.实用新型目的：本实用新型的目的在于针对现有反应器制作成本高而培养规模低、培养效果差的问题，提供一种三联球体式光生物反应器，通过反应器结构的设计降低反应器制造成本，提高光能利用率，进而实现微藻高效和规模化的扩大培养效果。
5.技术方案：一种三联球体式光生物反应器，包括环形管道，所述环形管道上设有第一球形反应器、第二球形反应器、第三球形反应器、气浮系统和曝气装置；所述环形管道包括依次连接呈环状的左侧管道、上侧管道、右侧管道和下侧管道；所述第一球形反应器、第二球形反应器和第三球形反应器从上至下依次串联在所述左侧管道上，所述第一球形反应器、第二球形反应器和第三球形反应器均与所述左侧管道连通；所述气浮系统用于使环形管道、第一球形反应器、第二球形反应器和第三球形反应器内的藻类培养液循环流动；所述曝气装置用于给第一球形反应器、第二球形反应器和第三球形反应器内的藻类培养液提供生长所需的气体；所述上侧管道上设有采收管道，所述采收管道的固定端与所述上侧管道连通，所述采收管道的自由端朝上且高于且所述环形管道和第一球形反应器，所述下侧管道上设有进料管道。
6.进一步的，所述曝气装置设置在所述下侧管道上，所述曝气装置的曝气孔靠近所述下侧管道的内壁。
7.进一步的，所述气浮系统设置在上侧管道上。
8.进一步的，所述右侧管道的中部设有温度控制仪，所述温度控制仪用于调节藻类培养液的温度。
9.进一步的，所述上侧管道上设有温度检测仪、叶绿素a检测仪和ph检测仪。
10.进一步的，所述采收口的高度高于所述上侧管道和第一球形反应器的高度。
11.进一步的，所述进料管道上设有控制阀和进料泵。
12.进一步的，所述环形管道和第一球形反应器、第二球形反应器和第三球形反应器均为透明pvc材料制成。
13.有益效果：
14.1)在本实用新型反应器制造材料的量一定时，根据相同表面积下，球体体积最大的特点，本实用新型的生物反应器的培养空间设计成球形，使藻细胞的培养空间最大化，提高了藻细胞的培养数量，即培养相同数量的藻细胞用的制造反应器的材料使用量最少，实现了降低成本的目的，另外，球体连续的曲面能够使藻细胞充分利用光源，实现藻细胞对光能利用率的最大化，很好地满足藻细胞生长过程中的光照条件，最终达到藻细胞扩大培养的效果。
15.2)三个球体及环形管道连通及气浮系统的设计构成了一个动态循环系统，使本实用新型设计的反应器内的培养液循环流动，增加了反应器内整体温度、培养液的均匀性以及藻细胞的流动性，提高了藻细胞的培养效果。
16.3)本实用新型设计的反应器还配有温控仪、曝气装置、温度检测仪、叶绿素a检测仪以及ph检测仪等，在提供藻细胞适宜的生长温度和生长气体环境时还能够进行实时藻细胞状态检测，便于准确实时地了解藻类生存的物理和化学环境，保证对内部环境的检测与控制，其中通过叶绿素a检测仪对反应器内培养的藻细胞状态进行监控，以评价藻细胞密度及叶绿素a的含量。
17.4)环形管道和第一球形反应器、第二球形反应器和第三球形反应器均为透明pvc材料制成，可以最大化地实现本实用新型装置的透光性。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图中标号：气浮系统
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1；采收管道
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2；温度检测仪
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3；第一球形反应器
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41；第二球形反应器
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42；第三球形反应器43；温度控制仪
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5；进料管道
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6；曝气装置
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7；叶绿素a检测仪
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8；ph检测仪
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9；左侧管道
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10；上侧管道
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11；右侧管道
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12；下侧管道
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13；控制阀
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14；进料泵
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15。
具体实施方式
20.下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于实施例。
21.如图1所示，一种三联球体式光生物反应器，包括环形管道，所述环形管道上设有第一球形反应器41、第二球形反应器42、第三球形反应器43、气浮系统1和曝气装置7；所述环形管道和第一球形反应器41、第二球形反应器42和第三球形反应器43均为透明pvc材料制成。
22.所述环形管道包括依次连接呈环状的左侧管道10、上侧管道11、右侧管道12和下侧管道13；所述第一球形反应器41、第二球形反应器42和第三球形反应器43从上至下依次串联在所述左侧管道10上，所述第一球形反应器41、第二球形反应器42和第三球形反应器43均与所述左侧管道10连通；
23.所述气浮系统1用于使环形管道、第一球形反应器41、第二球形反应器42和第三球
形反应器43内的藻类培养液循环流动；所述气浮系统1设置在上侧管道11上。
24.所述曝气装置7用于给第一球形反应器41、第二球形反应器42和第三球形反应器43内的藻类培养液提供生长所需的气体；所述曝气装置7设置在所述下侧管道13上，所述曝气装置7的曝气孔靠近所述下侧管道13的内壁。
25.曝气装置的设计，满足藻细胞对气体环境的需求，防止由于气体的供给不足而导致藻细胞生长缓慢甚至死亡的问题，同时曝气孔靠近所述下侧管道的内壁，对藻细胞培养液有搅拌作用，提高藻细胞及养料均匀性。
26.所述上侧管道11上设有采收管道2，所述采收管道2的固定端与所述上侧管道11连通，所述采收管道2的自由端朝上且高于且所述环形管道和第一球形反应器41；所述上侧管道11上还设有温度检测仪3、叶绿素a检测仪8和ph检测仪9。所述右侧管道12的中部设有温度控制仪5，所述温度控制仪5用于调节藻类培养液的温度。
27.采收管道设置在光生物反应器上方便于在需要时采收藻细胞及其产物。本实用新型设计的反应器还配有温控仪、曝气装置、温度检测仪、叶绿素a检测仪以及ph检测仪等，在提供藻细胞适宜的生长温度和生长气体环境时还能够进行实时藻细胞状态检测，便于准确实时地了解藻类生存的物理和化学环境，保证对内外部环境的检测与控制，其中通过叶绿素a检测仪对反应器内培养的藻细胞状态进行监控，以评价藻细胞密度及叶绿素a的含量。温控仪设置在本实用新型右侧管道的中部，保证了位于反应器内藻细胞培养液上下层温度分布均匀，无较大温差。
28.所述下侧管道13上设有进料管道6，所述进料管道6上设有控制阀14和进料泵15。
29.在本实用新型反应器制造材料的量一定时，根据相同表面积下，球体体积最大的特点，本实用新型的生物反应器的培养空间设计成球形，使藻细胞的培养空间最大化，提高了藻细胞的培养数量，即培养相同数量的藻细胞用的制造反应器的材料使用量最少，实现了降低成本的目的，另外，球体连续的曲面能够使藻细胞充分利用光源，实现藻细胞对光能利用率的最大化，很好地满足藻细胞生长过程中的光照条件，最终达到藻细胞扩大培养的效果。
30.三个球体及环形管道连通及气浮系统的设计构成了一个动态循环系统，使本实用新型设计的反应器内的培养液循环流动，增加了反应器内整体温度、培养液的均匀性以及藻细胞的流动性，提高了藻细胞的培养效果。环形管道和第一球形反应器、第二球形反应器和第三球形反应器均为透明pvc材料制成，可以最大化的实现本实用新型装置的透光性。
31.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。