专利名称：一种水生光合生物立体培养装置及其构建方法
技术领域：
本发明涉及水生光合生物培养装置的设计和构建方法，尤其是微藻。
技术背景大规模培养光合生物，如微藻用于生物质能源制造，高蛋白粮食制造，以及制药，废气、废 水处理，已经受到的广泛关注。实现户外光合生物如微藻的高产率是降低培养成本和建立可赢利商 业生产的关键。近10年来，多种培养光合生物如微藻的生物反应器模式和开放培养模式被测试过。 一定范围内微藻产率与培养深度成负相关。在单位容积条件下，培养深度浅时，微藻产率较高，其 中培养深度在IO厘米时微藻产率最高。微藻培养有效光照深度浅，按占地面积所产生的产率很低。 户外开放培养条件下，污染问题难于解决。同时，户外强光照条件下，微藻产率下降。另外，微藻 培养可以用于工业废气二氧化碳捕获，但普通微藻培养深度浅，难于充分吸收二氧化碳。目前，仍 有待新的微藻培养器设计以实现单位占地面积下的高产率低成本和有效吸收二氧化碳的微藻培养。发明内容本发明的目的，在于提供一种水生光合生物的培养装置的设计和构建方法。本发明的目的，还在于提供一种促进水生光合生物尤其是微藻暴露于光源和二氧化碳、以提高 单位占地面积的产出率的设备和方法。本发明的目的，还在于提供一种微藻工业化培养装置的设计和构建方法，以用于饵料生产，营 养添加剂生产，生物质能源制造，废气二氧化碳捕获，大面积高氮磷重金属废气处理，化工，制药， 造纸和粮食制造等领域中。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种水生光合生物立体培养装置，它包括至少一个培养容器，该培养容器内至少设有一个"光 通路结构-培养区域-光通路结构-培养区域"的重复交替结构；培养区域之间相互连通，每个光通路结构的内部与培养区域不连通；一种水生光合生物立体培养装置的构建方法，其特征在于光通路结构的构建方法，可以从以 下两种方法中进行选择其一是每个光通路结构本身相对于培养区域形成闭合结构，每个光通路结 构外侧之间形成间距以及光通路结构外侧与培养容器内壁之间形成间距，间距相互连通作为培养区 域；其二是培养区域本身相对于每个光通路结构的内部形成闭合结构，培养区域构成的闭合结构通 过弯曲形成重复间距作为光通路结构；注所述闭合结构是指每个光通路结构的内部与培养区域不 连通，并非指完全封闭；所述的构建方法还包括用于促进培养物运动的装置，该装置至少包括一个气体分布器；所述的 气体分布器至少包括一部分管道位于培养容器的底部。光通路结构的排列方式，是一系列光通路结构有规则地重复地平行排列，邻近光通路结构的外 侧壁之间形成间距，构成培养区域的一部分，光通路结构与培养容器壁之间形成间距，构成培养区 域的一部分；邻近的每个光通路结构外侧壁之间的间距以及光通路结构外侧壁与培养器内壁之间的 间距形成至少一个相互连通，构成培养区域的一部分。所述的光通路结构本身形成闭合结构的构建方式包括但不限于由透光高分子材料板密封连接 构成的透光水气囊结构；该透光水气囊，是由透光板作为水气囊壁和拉筋，用拉筋固定连接对侧的 水气囊壁；每个光通路结构的内部，由透光板作拉筋来固定光通路壁；所述光通路结构的透光水气 囊分为长侧、端侧、顶侧和底侧，相邻透光水气囊长侧的外侧壁之间的间距构成培养区域的主体部 分；所述的拉筋分为主拉筋和辅拉筋；所述的主拉筋与光通路结构的长侧垂直，所述的辅拉筋与光通路结构的侧边垂直；所述的主拉筋分别与相对的光通路结构长侧壁内部连接、固定光通路结构的 内部长侧壁，主拉筋与光通路结构端侧平行；所述的主拉筋呈平行重复排列，间距10-30厘米；所 述的辅拉筋连接固定临近光通路结构内部端侧的主拉筋与光通路结构的端侧之间；所述的拉筋上可 以打孔，以便空气和水在光通路结构内部流通；所述的拉筋可以与顶部连接或不连接；所述的拉筋 可以与底部连接或不连接；所述的光通路结构由透光材料构成，以便利光源通过光通路结构提供的透光空间照射入培养容 器深处的培养区域；透光板材料可为硬性或软性材料，优选为透光软性板状材料；所述的透光板材 料包括基础材料和添加剂及其混合物，以及表面涂层材料；所述的基础结构材料包括但不限于热塑性 聚氨酯(TPU),聚乙烯，聚氯乙烯和玻璃，所述的热塑性聚氨酯包括但不限于聚酯型热塑性聚氨酯，聚 醚型热塑性聚氨酯，由芳香族二异氰酸酯制成的聚氨酯和由脂肪族二异氰酸酯制成的聚氨酯；所述 的添加剂包括但不限于紫外线吸收剂，受阻胺光稳定剂,抗氧化剂,其他辅剂及其混合物；所述的紫外 线吸收剂包括但不限于苯甲酮、苯并三唑；所述的苯并三唑包括但不限于液态羟基苯酚苯并三唑类； 优选为光通路结构使用二苯基甲烷二异氰酸酯生产的芳香族二异氰酸酯聚醚型热塑性聚氨酯与抗紫 外线添加剂的混合材料，其顶部使用透光抗紫外线表面涂层；所述的透光材料颜色可以为全透明， 半透明，加色透明和加色半透明；所述的加色包括但不限于蓝色和乳白色。透光水气囊的外侧可选包覆透光薄膜，透光薄膜隔离透光水气囊结构与培养区域，易于与透光 水气囊剥离，生物培养与透光薄膜直接接触；透光水气囊外侧包覆有透光薄膜后，生物培养不与透 光水气囊直接接触；所述的透光水气囊外侧包覆的透光薄膜材料，包括但不限于热塑性聚氨酯(TPU), 聚乙烯和聚氯乙烯；优选为使用二苯基甲烷二异氰酸酯生产的聚醚型热塑性聚氨酯，所述的透光薄 膜可彼此连接；连接方式包括但不限于高频热合，压胶热合，折叠后打孔扣袢结合，绳扣结合；优 选为防渗漏高频热合多道密封连接。所述的系列光通路结构之间可连通或不连通，优选为系列光通路结构之间相互连通；连通方式 包括但不限于连通管连接各顶侧；所述的光通路结构内部填充物质包括但不限于空气和水；所述的 填充方法包括但不限于先在光通路结构之内灌注填充水，光通路结构内部水面较培养区域水面略低， 以平衡光通路结构内外的水压差，之后在光通路结构内填充空气并关闭密封口，以气压和水压共同 维持光通路结构的形状；光通路结构内部液体可选添加防腐消毒剂。所述透光板之间的连接方式包括但不限于高频热合、压胶热合、折叠后打孔扣袢结合；优选为 防渗漏高频热合多道密封连接。所述的重复插入一系列光通路结构的排列方式，包括弧侧指向底部而中间有一定间隔的规则的 平行排列；弧侧指向培养容器侧壁而中间有一定间隔的规则的平行排列；所述的一系列光通路结构 与培养容器之间的固定方式，包括固定到培养容器侧壁、固定到培养容器底部、固定到培养容器底 部的其中一层、固定到邻近的光通路结构之间；以及上述方式相结合的固定方式；所述的培养液连 通方式包括但不限于跑马场式旁连通和立式平行连通板式下连通；所述的光通路结构端侧形状包括 但不限于U型、三角型和长方型；邻近的光通路结构外壁之间的间隔为10—100厘米，优选25—50 厘米；同一光通路结构内侧两壁间距为10—100厘米，优选10—40厘米；光通路结构高度为100— 350厘米，优选150—200厘米；光通路结构底部外壁与培养容器底部内侧之间的间隔为10—50厘 米，优选为10—20厘米。所述的气体分布器至少包括一部分管道位于培养容器底部；所述的气体分布器包括管壁无孔的 主干管道和管壁多孔向培养液灌气的管道；气体分布器材料包括但并不限于不锈钢，uPVC和塑料金属塑料三明治式夹层复合材料。培养装置中所培养的水生光合生物包括但并不限于藻类；所述的藻类包括但并不限于单细胞藻 类；所述的培养方式可以是相互独立培养；或多阶段组合培养；所述的设备包括单个培养容器或多 个培养容器；该培养容器包括但并不限于培养采集管道，培养细胞输入管道，培养液输入管道，通 风管道，和传感检测控制器；所述的设备如包括多个培养容器，其排列连接方式可以为垂直、平行、 螺旋、连通管，或其组合，所述的培养容器可以开放于大气，或与大气封闭，或一部分开放于大气， 一部分与大气封闭。本发明中，光通路结构本身使光线通过光通路结构提供的透光空间、照射入培养容器的深处的 培养区域。利用光通路结构底部的气体分布装置通入气体，尤其是二氧化碳气体，以驱动培养液充 分流动形成循环，促使培养物交替接受光照，形成光暗循环，并促进二氧化碳吸收。光合生物培养 容器本身也可由透光高分子材料经连接构成。本发明适于高密度水生光合生物的培养，比如单细胞 藻类培养；提高生物培养深度，提高单位占地面积产率，提高二氧化碳吸收率，并可将培养容器置 于水或湿地等多种地表之上，可利用水面面积等多种地表面积进行培养。潜在用途还在于饵料生产， 生物能源制造，工业废气二氧化碳捕获，高氮磷重金属废水处理等。
图1是本发明简化的自侧面视角观看的单个立板式透光水气囊光通路结构培养容器的示意图； (以U型立板式为例)其中斜线所示为光合生物培养区域，阴影部分代表培养区域；图2是本发明简化的一个透光水气囊光通路结构侧面图(以U型立板式为例)，图中示意了拉 筋、长侧壁、端侧壁；图3是一个透光水气囊光通路结构顶面图(以U型立板式为例)，图中示意了拉筋；图4是本发明系列光通路结构的侧面观效果示意图(以U型立板式为例)，强调明示了培养区 域液体与光通路结构内部液体不连通，光通路结构内部液面略低于培养区域液面，小圆所示为气体 分布器管道截面；图5是本发明自上侧视角观的简化的一系列U型立板式光通路结构的示意图，其排列方式采取 中间有一定间隔的规则的弧形侧均向下的平行排列；图6是本发明简化的自上视角观的单个立体跑道式培养容器的示意图，斜线所示为光合生物培 养区域，强调明示了阴影部分所代表的培养区域；图7是本发明简化的自侧视角观的简化的三角式光通路结构的效果示意图；图8是本发明简化的自侧视角观的简化的示意的培养区域本身形成闭合结构，闭合结构之间形成 间距作为光通路结构的效果示意图。以上各图中的标号1 一个透光水气囊光通路结构顶侧，2—个透光水气囊光通路结构端侧(以 U型为例)，3—个透光水气囊光通路结构长侧壁，4 一个透光水气囊光通路结构底侧，5主拉筋， 6辅拉筋，7固定连接线，8进气和进水口， 9水生光合生物培养区域，IO水生光合生物培养区域 液平面，11光通路结构内液平面(与培养区域不连通)，12气体分布器管道，13虚线为气体分布 器布气多孔管道，14粗线示意气体分布器导气无孔管道，15 —个水气囊式光通路结构(以U型为 例)，16弧侧，17鼓气机，18透光薄膜隔离，19盘绕的培养管道，20管道外加定型装置以维持 光通路结构的形状。
具体实施方式
本发明是一种水生光合生物的培养装置的设计和构建方法，涉及其中的光通路结构及其构建方 法。培养容器内至少出现一个"光通路结构15-培养区域9-光通路结构15-培养区域9"的重复交替 结构；培养区域9之间相互连通；每个光通路结构15的内部与培养区域9不连通，即光通路结构的 内部与培养区域之间闭合。所述的光通路结构的构建方法，可以从以下两种方法中进行选择其一是参见图l，图5,图6， 每个光通路结构本身相对于培养区域形成闭合结构，每个光通路结构外侧之间形成间距以及光通路 结构外侧与培养容器内壁之间形成间距，间距相互连通作为培养区域；其二是参见图8，培养区域本身相对于每个光通路结构的内部形成闭合结构，培养区域构成的闭合结构通过弯曲形成重复间距 作为光通路结构；图8所示培养管道由同一管道盘绕构成，管道内部相互连通。管道外加定型装置 以维持光通路结构的形状。参见图2， 3， 4、本身形成闭合结构的光通路结构的构建方法为由透光高分子材料密封连接构 成外壁和其内的拉筋，经充水和充气形成透光水气囊结构15，每个透光水气囊结构称为一个光通路 结构；所述的透光水气囊的构建方式是由透光板作为水气囊壁和拉筋，用拉筋来固定连接对侧水气 囊壁；所述的拉筋分为主拉筋5和辅拉筋6;所述的主拉筋5与光通路结构长侧3垂直，所述的辅 拉筋6与光通路结构侧端2垂直；所述的光通路结构内部长侧壁3之间由主拉筋5来连接固定，主 拉筋5呈平行重复排列，间距10-30厘米；所述的辅拉筋6连接固定临近光通路结构内部端侧2的 主拉筋5与光通路结构端侧2之间；所述的拉筋上可以打孔，以便空气和水在光通路结构内部流通。光通路结构为透光材料构成，以便利光源通过光通路结构提供的透光空间照射入培养容器深处 的培养区域；透光板材料可为硬性材料或软性材料，优选为透光软性板状材料。透光板材料包括基 础结构材料和添加剂及其混合物,以及表面涂层材料；所述的基础结构材料包括但不限于热塑性聚氨 酯(TPU),聚乙烯，聚氯乙烯(PVC)和玻璃，热塑性聚氨酯包括但不限于聚酯型热塑性聚氨酯，聚醚 型热塑性聚氨酯，由芳香族二异氰酸酯制成的聚氨酯和由脂肪族二异氰酸酯制成的聚氨酯；添加剂 包括但不限于紫外线吸收剂，受阻胺光稳定剂,抗氧化剂,其他辅剂及其混合物；紫外线吸收剂包括但 不限于苯甲酮、苯并三唑；苯并三唑包括但不限于液态羟基苯酚苯并三唑类；优选为光通路结构使 用二苯基甲烷二异氰酸酯生产的芳香族二异氰酸酯聚醚型热塑性聚氨酯与抗紫外线添加剂的混合材 料，其顶部使用透光抗紫外线表面涂层；透光材料颜色可以为全透明，半透明，加色透明和加色半 透明；所述的加色包括但不限于蓝色和乳白色。透光板之间连接的方式包括但不限于高频热合，压 胶热合，折叠后打孔扣袢结合；优选为防渗漏高频热合密封连接；参见图4，光通路结构内部填充物质包括但不限于空气和水；所述的填充方法包括但不限于先 在光通路结构之内灌注填充水10，可通过调整光通路结构内部水面10较培养区域水面11的高度差 异，以平衡光通路结构内外的水压差，之后在光通路结构内填充空气并密封以气压和水压共同维持 光通路结构形状。透光水气囊15的外侧可选包覆透光薄膜18，所述的透光薄膜18隔离透光水气囊结构15与培 养区域9，易于与透光水气囊15剥离，生物培养与透光薄膜18直接接触；如果所述的透光水气囊 15的外侧包覆透光薄膜18，则生物培养不与透光水气囊15直接接触；所述的透光水气囊15外侧包 覆的透光薄膜18材料包括但不限于热塑性聚氨酯(TPU),聚乙烯和聚氯乙烯；优选为使用二苯基甲 垸二异氰酸酯生产的聚醚型热塑性聚氨酯。参见图l、图5，图6，重复插入一系列光通路结构的排列方式，包括弧侧指向底部而中间有一定 间隔的规则的平行排列，以及弧侧指向培养容器侧壁而中间有一定间隔的规则的平行排列；所述的 一系列光通路结构与培养容器之间的固定方式，包括固定到培养容器侧壁(如图l)、固定到培养容 器底部(如图6)、固定到培养容器底部的其中一层、以及固定到邻近的光通路结构之间；以及上述 方式相结合的固定方式；所述的培养液连通方式包括但不限于图6中所示的跑马场式旁连通和图1中 所示的立式平行连通板式下连通；光通路结构端侧形状包括但不限于U型(图l-6)，三角型(图7)， 长方型；临近的光通路结构外壁间隔之间的间隔是10厘米到100厘米，优选是25-50厘米；同一光通 路结构内侧两壁间距为10厘米到100厘米，优选是20-30厘米；光通路结构的高度为100厘米到250厘米，优选是150-180厘米；光通路结构底部外壁与培养容器底部内侧间隔为10厘米到50厘米，优选是 10-20厘米；图中所示气体分布管道形状和位置仅为示意，不代表限制气体分布管道的形状和位置。 用于促进培养物运动的装置至少包括一个气体分布器12;气体分布器至少包括一部分管道位于 培养容器底部；气体分布器包括管壁充孔的主干管道14和管壁多孔的向培养液灌气的管道13;培 养容器可以开放于大气，或与大气封闭，或一部分开放于大气， 一部分与大气封闭。所述的培养容 器包括但并不限于培养采集管道，培养细胞输入管道，培养液输入管道，通风管道，和传感检测控 制器。设备中培养的水生光合生物包括但并不限于单细胞藻类。 培养方式可以是相互独立培养；或多阶段组合培养。 实施例l:用加色透光聚醚型热塑性聚氨酯软板经高频热和防渗漏多道密封连接构建透光水气囊拉筋结构 15，用于水生光合生物培养的光通路结构。每个透光水气囊结构称为一个光通路结构15。 一系列光 通路结构平行规则重复排列，每个光通路结构外部之间的间隔以及光通路结构与培养器内壁之间的 间隔相互连通，构成培养区域9;透光水气囊结构的内部，由透光软板作为拉筋来固定气囊壁，拉 筋分为主拉筋5和辅拉筋6。主拉筋5与气囊长侧3垂直，呈平行重复排列。辅拉筋6与气囊侧端2 垂直。气囊内部长侧壁3之间由主拉筋5来固定，主拉筋5分别与相对的气囊长侧壁3内部连接， 顶侧1和底侧4不连接拉筋，临近气囊内部长侧端3的主拉筋5与气囊长侧端之间，加辅拉筋6固 定。拉筋上打孔以便空气和水在光通路结构内部流通。光通路结构之内灌注填充水，可通过调整光 通路结构内部水面10较培养区域水面11的高度差异，以平衡光通路结构内外的水压差，之后在光 通路结构内填充空气并关闭密封通气口以气压和水压维持光通路结构形状。透光水气囊的外侧包覆 透光薄膜18,隔离透光水气囊结构与培养区域9，生物培养与透光薄膜18直接接触，生物培养不与 透光水气囊15直接接触。透光薄膜18材料为聚醚型热塑性聚氨酯。系列光通路结构之间用连通管 连通各透光水气囊结构顶侧1。光通路结构材料为以加色透光芳香族二异氰酸酯聚醚型热塑性聚氨 酯添加液态羟基苯酚苯并三唑，受阻胺光稳定剂及抗氧化剂，辅剂及其他添加剂的混合材料制作的 软性透光板；光通路结构顶部使用透光抗紫外线表面涂层。培养容器底部气体分布器12包括管壁无 孔的主干管道14和管壁多孔的向培养液灌气的管道13。利用气体分布装置通入二氧化碳气体以驱 动培养液交流运动，提高二氧化碳吸收率。用于单细胞藻类高密度培养及其相关应用。
权利要求
1.一种水生光合生物立体培养装置，其特征在于它包括至少一个培养容器，该培养容器内至少设有一个“光通路结构-培养区域-光通路结构-培养区域”的重复交替结构；培养区域之间相互连通，每个光通路结构的内部与培养区域不连通；一种水生光合生物立体培养装置的构建方法，其特征在于光通路结构的构建方法，可以从以下两种方法中进行选择其一是每个光通路结构本身相对于培养区域形成闭合结构，每个光通路结构外侧之间形成间距以及光通路结构外侧与培养容器内壁之间形成间距，间距相互连通作为培养区域；其二是培养区域本身相对于每个光通路结构的内部形成闭合结构，培养区域构成的闭合结构通过弯曲形成重复间距作为光通路结构；所述闭合结构是指每个光通路结构的内部与培养区域不连通，并非指完全封闭；所述的构建方法还包括用于促进培养物运动的装置，该装置至少包括一个气体分布器；所述的气体分布器至少包括一部分管道位于培养容器的底部。
2. 根据权利要求1所述的水生光合生物立体培养装置，其特征在于光通路结构的排列方式， 是一系列光通路结构有规则地重复地平行排列，邻近光通路结构的外侧壁之间形成至少一个间距， 构成培养区域的一部分，光通路结构与培养容器壁之间形成至少一个间距，构成培养区域的一部分； 邻近的每个光通路结构外侧壁之间的间距以及光通路结构外侧壁与培养器内壁之间的间距形成至少 一个相互连通，构成培养区域的一部分。
3. 根据权利要求1所述的水生光合生物立体培养装置，其特征在于所述的光通路结构本身形 成闭合结构的构建方式包括但不限于由透光高分子材料板密封连接构成的透光水气囊结构；该透光 水气囊，是由透光板作为水气囊壁和拉筋，用拉筋固定连接对侧的水气囊壁；每个光通路结构的内 部，由透光板作拉筋来固定光通路壁；所述光通路结构的透光水气囊分为顶侧、端侧、顶侧和底侧， 相邻透光水气囊长侧的外侧壁之间的间距构成培养区域的主体部分；所述的拉筋分为主拉筋和辅拉 筋；所述的主拉筋与光通路结构的长侧垂直，所述的辅拉筋与光通路结构的侧边垂直；所述的主拉 筋分别与相对的光通路结构长侧壁内部连接、固定光通路结构的内部长侧壁，主拉筋与光通路结构 端侧平行；所述的主拉筋呈平行重复排列，间距10-30厘米；所述的辅拉筋连接固定临近光通路结 构内部端侧的主拉筋与光通路结构的端侧之间；所述的拉筋上可以打孔，以便空气和水在光通路结 构内部流通；所述的拉筋可以与顶部连接或不连接；所述的拉筋可以与底部连接或不连接。
4. 根据权利要求1所述的水生光合生物立体培养装置，其特征在于所述的光通路结构由透光 材料构成，以便利光源通过光通路结构提供的透光空间照射入培养容器深处的培养区域；透光板材 料可为硬性或软性材料，优选为透光软性板状材料；所述的透光板材料包括基础材料和添加剂及其 混合物,以及表面涂层材料；所述的基础结构材料包括但不限于热塑性聚氨酯(TPU)，聚乙烯，聚氯乙 烯和玻璃，所述的热塑性聚氨酯包括但不限于聚酯型热塑性聚氨酯，聚醚型热塑性聚氨酯，由芳香 族二异氰酸酯制成的聚氨酯和由脂肪族二异氰酸酯制成的聚氨酯；所述的添加剂包括但不限于紫外 线吸收剂，受阻胺光稳定剂,抗氧化剂，其他辅剂及其混合物；所述的紫外线吸收剂包括但不限于苯甲 酮、苯并三唑；所述的苯并三唑包括但不限于液态羟基苯酚苯并三唑类；优选为光通路结构使用二 苯基甲垸二异氰酸酯生产的芳香族二异氰酸酯聚醚型热塑性聚氨酯与抗紫外线添加剂的混合材料， 其顶部使用透光抗紫外线表面涂层；所述的透光材料颜色可以为全透明，半透明，加色透明和加色 半透明；所述的加色包括但不限于蓝色和乳白色；此材料还可构建培养容器壁。
5. 根据权利要求1所述的水生光合生物立体培养装置，其特征在于所述的每个透光水气囊的 外侧可选包覆透光薄膜，透光薄膜隔离透光水气囊结构与培养区域，易于与透光水气囊剥离，生物 培养与透光薄膜直接接触；透光水气囊外侧包覆有透光薄膜后，生物培养不与透光水气囊直接接触; 所述的透光水气囊外侧包覆的透光薄膜材料，包括但不限于热塑性聚氮酯(TPU),聚乙烯和聚氯乙 烯；优选为使用二苯基甲垸二异氰酸酯生产的聚醚型热塑性聚氨酯，所述的透光薄膜可彼此连接； 连接方式包括但不限于高频热合，压胶热合，折叠后打孔扣袢结合，绳扣结合；优选为防渗漏高频 热合多道密封连接。
6. 根据权利要求1所述的水生光合生物立体培养装置，其特征在于所述的每个光通路结构之 间可连通或不连通，优选为系列光通路结构之间相互连通；连通方式包括但不限于以连通管连接各 顶侧；所述的光通路结构内部填充物质包括但不限于空气和水；所述的填充方法包括但不限于先在 光通路结构之内灌注填充水，可通过调整光通路结构内部水面与培养区域水面的高度差异，以平衡 光通路结构内外的水压差，之后在光通路结构内填充空气并关闭密封口，以气压和水压共同维持光 通路结构的形状；光通路结构内部液体可选添加防腐消毒剂。
7. 根据权利要求1所述的水生光合生物立体培养装置，其特征在于所述透光板之间的连接方 式包括但不限于高频热合、压胶热合、折叠后打孔扣袢结合；优选为防渗漏高频热合多道密封连接。
8. 根据权利要求1所述的水生光合生物立体培养装置，其特征在于所述的重复插入一系列光 通路结构的排列方式，包括弧侧指向底部而中间有一定间隔的规则的平行排列；弧侧指向培养容器 侧壁而中间有一定间隔的规则的平行排列；所述的一系列光通路结构与培养容器之间的固定方式， 包括固定到培养容器侧壁、固定到培养容器底部、固定到培养容器底部的其中一层、固定到邻近的 光通路结构之间；以及上述方式相结合的固定方式；所述的培养液连通方式包括但不限于跑马场式 旁连通和立式平行连通板式下连通；所述的光通路结构端侧形状包括但不限于U型、三角型和长方 型；邻近的光通路结构外壁之间的间隔为10—100厘米，优选25—50厘米；同一光通路结构内侧两 壁间距为10—100厘米，优选10—40厘米；光通路结构高度为100—350厘米，优选150—200厘米； 光通路结构底部外壁与培养容器底部内侧之间的间隔为10—50厘米，优选为10—20厘米。
9. 根据权利要求1所述的水生光合生物立体培养装置，其特征在于所述的气体分布器至少包 括一部分管道位于培养容器底部；所述的气体分布器包括管壁无孔的主干管道和管壁多孔向培养液 灌气的管道；气体分布器材料包括但并不限于不锈钢，uPVC和塑料金属塑料三明治式夹层复合材 料。
10. 根据权利要求1所述的水生光合生物立体培养装置，其特征在于设备中所培养的水生光合 生物包括但并不限于藻类；所述的藻类包括但并不限于单细胞藻类；所述的培养方式可以是相互独 立培养；或多阶段组合培养；所述的设备包括单个培养容器或多个培养容器；该培养容器包括但并 不限于培养采集管道，培养细胞输入管道，培养液输入管道，通风管道，和传感检测控制器；所述 的设备如包括多个培养容器，其排列连接方式可以为垂直、平行、螺旋、连通管，或其组合，所述 的培养容器可以开放于大气，或与大气封闭，或一部分开放于大气， 一部分与大气封闭。
全文摘要
本发明涉及一种水生光合生物的培养装置及构建方法，主要涉及其中的光通路结构，即在水生光合生物培养容器中形成一系列“光通路结构-培养区域-光通路结构-培养区域”的重复交替结构，以利光线通过光通路结构提供的透光空间照射入培养容器深处的培养区域。构建方法包括光通路结构本身形成闭合结构，闭合结构之间形成固定间距作为培养区域，培养区域之间相互连通用以培养水生光合生物。利用气体分布装置通入气体，尤其是二氧化碳气体以驱动培养液交流运动和提高二氧化碳吸收率。本发明适于高密度水生光合生物的培养等，如单细胞藻类培养；以提高生物培养深度，提高单位占地面积产率。
文档编号C12M1/00GK101328461SQ20081013484
公开日2008年12月24日 申请日期2008年8月4日 优先权日2008年8月4日
发明者洪 朱 申请人:洪 朱