专利名称：一种水幕式曝光塔形微藻反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及微藻培养系统领域，具体讲，涉及单细胞藻液的ー种高效采光装置。
背景技术：
在人类社会面临能源资源枯竭的大背景下，一些微藻因其高产油量、油脂累积快以及生产周期短等特点，近年来备受关注，已成为生物能源研究領域新兴的热点之一。我国在该领域的研究尚处于起步阶段。薇藻原料成本占到生物柴油生产总成本的70%以上。因此，微藻生产过程中，关键环节是促进藻类快速生长，使藻細胞在最短时间内达到最大生产カ。目前，藻类生物反应器已成为高效、快速、大量培养藻类的关键设备。在研究、开发和生产中均需使用不同的光生物反应器，主要可以区分为敞开式和封闭式两大类型。跑道池反应器是最典型和最常用的一种敞开式反应系统，构建简单、成本低廉、操作简单，在微藻产业化培育中已普遍使用，但是该培养器占地面积很大。密闭式反应器，主要包括管式、平板式和柱式这三种形式，具有培养条件易控制，可无菌操作，补碳效果好，藻細胞生长速度快等优势，但是这些优越性是以高投资和操作成本为代价的，大大限制了反应器的放大潜力。同吋，两类反应器扩大生产后，当藻細胞密度较高吋，光的供给往往受到限制。因此，研制与构建占地少、采光效率高、低成本的光生物反应器的是未来技术的发展方向。
发明内容
本发明克服了现有开放式反应器占地大缺点，以及现有密闭反应器的光路短等缺陷。提供了ー种适于规模培养、占地面积小、光能利用率高，成本低的微藻培养反应器及其补光装置，适用于开放式和封闭式光生物反应器。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案来实现一种水幕式曝光塔形微藻反应器，其特征在于整个反应器包括水泵(1)、主反应器(2)、辅反应器(3)、附加光源(4)和循环水管(5)。这种水幕式曝光塔形微藻反应器，包括水泵(1)，视辅反应器的高度选择合适扬程的水泵，保证主反应器中的藻液能泵入辅反应器。主反应器O)，可以设计成开放式反应器，为了增加牢固性和采光面积，池底和池壁可以由不同材料制作，底部可以做成砖混结构，池壁可由硬质透光材料构成。主反应器池型可以为圆形或者跑道式；辅反应器(3)，可以设计成开放式反应器，为了增加反应器牢固性和采光面积，池底和池壁均由硬质透光材料构成。辅反应器池型可以与主反应器池型相同，也可以不同；附加光源G)，在光照不足或者需要延长光照时间时，可以在辅反应器内添加内置的辅助光源，光源为普通日光灯管，为市售品，可根据实际需求配备不同长度、数量、功率的
日光灯管。
循环水管(5)，藻液通过循环水管泵入辅反应器。所述循环水管以硬聚氯乙烯管制作，承压性高，不易弯折，价格低廉。主反应器O)中的藻液在水泵(1)作用下，通过循环水管(5)流入辅反应器内 (3)，当藻液蓄满辅反应器C3)后，藻液随即溢出并沿池壁形成含有藻細胞的薄层，犹如“水幕”，可以充分地接受光照，提高曝光效率。另外，主辅反应器藻液循环还达到了藻液均勻搅拌和均勻曝光的效果。本发明集成了的封闭式与开放式两种培养器的优点，采用塔式结构和循环方式， 不仅可节约较多土地，还有效増加光线吸收，提高了光能利用效率。同时，该反应器采用了价格低廉的塑料，结构简单，还可根据光照需要添加内置光源。因此，该反应器占地少、成本低，操作简便，光利用效率高，可用于各种类型的光生物反应器中。
图1水幕式曝光塔形微藻反应器侧视图；图2水幕式曝光塔形微藻反应器俯视图； 附图中主要部分代表符号
1.水泵；2.主反应器；3.辅反应器；4.附加光源；5.循环水管；6.排液ロ ；7.排液ロ。
具体实施例方式为了更好理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作详细说明，未详加说明的按本领域现有技木。本发明要求保护的范围不单限于实施例表示的范围实施例1:一种水幕式曝光塔形微藻反应器，包括主反应器0)，池型为倒“梯”形，池底为砖混结构，池壁由有机玻璃制成，下底直径为細，高50cm，池壁厚0. 5cm ；辅反应器( ，池型为“鉢”型，池底和池壁均由有机玻璃制成，下底宽細，高30cm，池壁厚0. 2cm,两个反应器为藻細胞提供生长环境和营养；连接水泵(1)和循环水管(5)，水泵扬程为2m，水管由硬质 PVC管制成，内径lcm，打开电源，向辅反应器内抽蓄藻液，调节水泵(1)转速，至液面沿池壁缓慢溢出。此时，可以向主反应器内添加藻液至40cm左右。待主辅反应器内的液面稳定后即可以保持运行，直至收获。收获吋，打开主辅反应器的排液ロ(6)，使辅反应器内的藻液通过排液ロ(6)进入主反应器，主反应器内的藻液再通过排液ロ(7)进行收集。实施例2:一种内置光源水幕式曝光塔形微藻反应器。于辅反应器(3)内壁安装了一套附加光源，其余部分与上述实例相同。当光线不足(例如阴雨天)或者需要増加光照吋，打开附加光源，井根据光强需要调整到合适的灯管个数，直至收获。其余步骤与上述实例相同。光源理论上由任何形式的光源类型均可，但是考虑到节能环保，建议采用纳米节能灯管，从源头提高电光转换和减少光衰减。
权利要求
1.一种水幕式曝光塔形微藻反应器，其特征在于整个反应器包括水泵(1)、主反应器 (2)、辅反应器(3)、附加光源(4)和循环水管(5)。
2.根据权利要求1所述反应器装置，其特征在于至少由两部分组装而成，主反应器 (2)位于辅反应器(3)下方，呈塔式结构，主辅反应器类型不限。
3.根据权利要求1所述反应器装置，其特征在于主、辅反应器的材质由透明硬质材料构成。
4.根据权利要求1所述反应器装置，其特征在于主反应器(2)中的藻液在水泵(1)作用下，通过循环水管(5)流入辅反应器(3)，当藻液蓄满辅反应器后，藻液溢出并流入主反应器内，藻液流经辅反应器池壁吋，形成了含有藻細胞的薄层，犹如“水幕”，可以充分地接受光照。
5.根据权利要求1所述反应器装置，其特征在于如果光源不够，可以在辅反应器(3) 池壁固定附加光源G)，从而达到补充光照的目的，附加光源(4)可以是各种形式的光源， 包括荧光灯管、节能灯或者LED灯等。
全文摘要
本发明属于微细胞藻类生产领域，特别涉及微藻培养液的曝光装置。目的在于提供一种曝光高效、占地面积少、简单易行且能够大规模培养单细胞藻类的方法，以满足微藻能源生产、环境保护、水产育苗等行业的要求。本方法通过下列技术方案实现将反应器分为主反应器和辅反应器量两部分，主反应器位于底部，辅反应器位于顶部，主反应器中的藻液被水泵吸入辅反应器，待藻液蓄满辅反应器后，藻液溢出并流入主反应器，此时，藻液沿池壁形成“水幕”，藻液得以充分接受光照。再通过主辅反应器藻液循环设计保证藻液不断形成曝光层。本发明中的反应器藻液曝光效率高、反应器占地面积小、适合开放式和密闭式等多种光生物反应器。
文档编号C12M1/00GK102533530SQ201210036340
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者万小春, 宋成军, 张旭东, 罗娟, 董保成, 赵立欣, 陈羚 申请人:农业部规划设计研究院