专利名称：一种外循环光合反应生物发酵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种外循环光合反应生物发酵装置。
技术背景光合反应发酵罐一般为机械搅拌不锈钢发酵罐。光源的做法有三种1、外置光源。2、内置光源。3、穿透式内置光源。搅拌系统的 搅拌器为涡轮搅拌，转速釆用变频器调节。其它系统与普通液体发酵 罐基本相同。控制技术大多釆用PLC或工控机对搅拌转速、温度、 压力、pH、 DO、泡沫、补料等参数进行控制或关联控制。 以上情况存在以下问题 1、光源系统存在的问题1) 外置光源照度不均匀，光照强度低。2) 内置光源同样存在照度不均匀，局部过热，不便于清洗维护等。3) 穿透式内置光源照度适当均匀，强度也可增强，过热也可解 决。但CIP清洗、SIP灭菌困难，维修很不方便。2、 搅拌系统存在的问题没有考虑光合反应生物、植物细胞、藻类生长适用的剪切力低的问题。3、 控制系统存在的问题没有考虑光合反应中二氧化碳的作用，氧气的过量会抑制光合反 应的进行等问题。 实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提 供一种外循环光合反应生物发酵装置。为解决上述问题，本实用新型釆用如下技术方案本实用新型一种外循环光合反应生物发酵装置，所述装置包括一 个发酵罐及其控制系统，发酵罐内设置有搅拌系统，发酵罐外设置有 一个光照器，所述发酵罐和光照器之间通过管道连接，所述管道上设 置有一个软管泵。本实用新型所述光照器由一个大面积玻璃管组成，所述玻璃管外 设置有一个光源系统。本实用新型所述管道上设置有回流阀、压力表、安全阀、清洗系 统和灭菌系统。本实用新型的优点为1、 运用连续外循环法通过大面积光照器完成生物或细胞的光合 作用，再回到发酵罐内。在搅拌器的作用下释放新陈代谢的废物，同 时实现降温、调整溶氧和二氧化碳的含量。然后再进入下一个循环， 周而复始。光照器白天釆用日光照射，强度可达8000—10000LX。晚上采用光源照射，经反光镜聚集光能。热量传递效率很低，物料温度 易控制。2、 搅拌系统。光合反应发酵过程中能满足搅拌均匀的前提下剪 切力越小越利于光合菌和植物细胞的生长。3、 控制系统。不但要完成各个技术参数的精确控制，更需要解 决光合反应过程中氧气、二氧化碳含量的合理配比。氧气含量高会抑 制光合反应的进行。6、软管泵为低剪切力的输送设备，无泄露、无死角。 本实用新型釆用外循环法，因此光照器设置在外。具有以下显著 效果1、 光照器可以自由组合；光照面积可根据需要加大以提高光合效率。2、 由于白天釆用日光照射时间在12—14小时。不但节约能源，而且日光是其他光源无法替代的天然光源。日光适合所有光合反应的 生物、植物细胞、澡类的生长繁殖。日光波长范围广、强度大。在光 合反应培养过程中甚至还要根据需要控制其强度不能太大。3、 由于光照器设置在外面，同样规格的发酵罐单批产量可以提高20%。4、 光照器设置在外面，罐内无死角、空间大。便于检查维护， CIP清洗、SIP灭菌十分方便。5、 光照器关键部件在外，安装、调试、检修便捷。情况一目了然。6、 搅拌系统使光合反应生物生长加快，再加之光照器面积大和 采用曰光等因素，反应周期可缩短20—30%。7、 由于釆用了外循环系统，光合反应生物、植物细胞的局部环 境是在周而复始不停更新。因此其光合反应的速率往往处于对数生长 期，这样效率提高、周期缩短。8、 由于外循环光合反应生物发酵技术的实现。其关键技术在于 光照面积不受限制。同时还釆用了白天利用曰光这一最好的天然光源 真正实现工厂化大规模生产。
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
如图l所示，本实用新型一种外循环光合反应生物发酵装置，所 述装置包括一个发酵罐1及其控制系统，发酵罐内设置有搅拌系统2， 发酵罐外设置有一个光照器3，所述发酵罐和光照器之间通过管道4 连接，所述管道上设置有一个软管泵5。本实用新型所述光照器由一个大面积玻璃管组成，所述玻璃管外 设置有一个光源系统6。本实用新型所述管道上设置有回流阀7、压力表8、安全阀9、统11。本实用新型的优点为1、 运用连续外循环法通过大面积光照器完成生物或细胞的光合 作用，再回到发酵罐内。在搅拌器的作用下释放新陈代谢的废物，同 时实现降温、调整溶氧和二氧化碳的含量。然后再进入下一个循环，周而复始。光照器白天釆用日光照射，强度可达8000—10000LX。晚 上釆用光源照射，经反光镜聚集光能。热量传递效率很低，物料温度 易控制。2、 搅拌系统。光合反应发酵过程中能满足搅拌均勻的前提下剪 切力越小越利于光合菌和植物细胞的生长。3、 控制系统。不但要完成各个技术参数的精确控制，更需要解 决光合反应过程中氧气、二氧化碳含量的合理配比。氧气含量高会抑 制光合反应的进行。6、软管泵为低剪切力的输送设备，无泄露、无死角。 本实用新型采用外循环法，因此光照器设置在外。具有以下显著 效果1、 光照器可以自由组合；光照面积可根据需要加大以提高光合效率。2、 由于白天釆用日光照射时间在12—14小时。不但节约能源， 而且日光是其他光源无法替代的天然光源。日光适合所有光合反应的 生物、植物细胞、澡类的生长繁殖。日光波长范围广、强度大。在光 合反应培养过程中甚至还要根据需要控制其强度不能太大。3、 由于光照器设置在外面，同样规格的发酵罐单批产量可以提 高20%。4、 光照器设置在外面，罐内无死角、空间大。便于检查维护， CIP清洗、SIP灭菌十分方便。5、 光照器关键部件在外，安装、调试、检修便捷。情况一目了然。
6、 搅拌系统使光合反应生物生长加快，再加之光照器面积大和釆用日光等因素，反应周期可缩短20—30%。
7、 由于釆用了外循环系统，光合反应生物、植物细胞的局部环 境是在周而复始不停更新。因此其光合反应的速率往往处于对数生长 期，这样效率提高、周期缩短。
8、 由于外循环光合反应生物发酵技术的实现。其关键技术在于 解决了光照面积不受限制。同时还釆用了白天利用日光这一最好的天 然光源真正实现工厂化大规模生产。本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的 启示下得出的其他任何与本实用新型相同或相近似的产品，均落在本 实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种外循环光合反应生物发酵装置，其特征在于所述装置包括一个发酵罐及其控制系统，发酵罐内设置有搅拌系统，发酵罐外设置有一个光照器，所述发酵罐和光照器之间通过管道连接，所述管道上设置有一个软管泵。
2、 如权利要求1所述的外循环光合反应生物发酵装置，其特征 在于所述光照器由一个大面积玻璃管组成，所述玻璃管外设置有一 个光源系统。
3、 如权利要求2所述的外循环光合反应生物发酵装置，其特征 在于所述管道上设置有回流阀、压力表、安全阀、清洗系统和灭菌 系统。
专利摘要本实用新型公开了一种外循环光合反应生物发酵装置，所述装置包括一个发酵罐及其控制系统，发酵罐内设置有搅拌系统，发酵罐外设置有一个光照器，所述发酵罐和光照器之间通过管道连接，所述管道上设置有一个软管泵。本实用新型光照面积不受限制。同时还采用了白天利用日光这一最好的天然光源真正实现工厂化大规模生产。由于采用了外循环系统，光合反应生物、植物细胞的局部环境是在周而复始不停更新。因此其光合反应的速率往往处于对数生长期，这样效率提高、周期缩短。
文档编号C12M1/36GK201102956SQ20072007395
公开日2008年8月20日 申请日期2007年8月22日 优先权日2007年8月22日
发明者陈光南 申请人:上海日泰医药设备工程有限公司