一种微藻自养-异养耦合培养设备的制作方法

专利名称：一种微藻自养-异养耦合培养设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微藻培养设备技术领域，具体涉及一种微藻自养-异养耦合培养设备。
背景技术：
随着世界经济和人口的增长，能源的需求量日益增加，能源危机已经是必须面临的关键问题，同时石化能源产品燃烧后排放废气所造成的环境污染是人类面临的又一大问题。开发可再生、环保的生物质能源被公认为是解决上述问题的最佳选择，作为一种重要的可再生资源，微藻具有分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等突出特点。微藻的培养方式主要有自养、异养和兼养三种。自养是利用光合作用以二氧化碳为碳源生长，无需添加额外碳源，节约成本但藻体培养密度低，生长速度和油脂含量与异养想比较低。异养是利用添加的碳源生长，不利用光合作用无需光照，可以进行高密度培养，生长速度和油脂含量较高。兼养是同时进行自养和异养样。目前的发展趋势是选用既可进行自养又可异养的藻种，先后经过自养和异养两个培养阶段。目前国内光生物反应器相关专利有140多篇。用于微藻培养的光生物反应器主要有敞开式和封闭式两种类型。敞开式光生物反应器具有结构简单、容易放大和成本低等优点，已被成功应用于某些经济微藻和馆料微藻如小球藻(Chlorella vulgaris, Chlorella pyrenoidosa)、节旋藻(螺方定藻)(Arthrospira (Spirulina) maxima, Arthrospira (Spirulina) platensis)、杜氏藻(Dunaliella salina)、角毛藻(Chaetoceros muelleri, Chaetoceros gracilis)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、眼点拟微绿球藻(Nannochloropsis oculata)等的规模化培养中；但由于大多数微藻不能在极端环境下生长(高pH、温度、盐度)仅有这少数几种微藻能够采用开放式培养。对于培养条件要求较高和种群竞争能力较弱的微藻，则只能采用封闭式光生物反应器培养。封闭式光生物反应器具有不易污染、培养条件易于控制、比表面积较高、光能和C02利用率较高等优点，但是，封闭式光生物反应器的投资和操作成本高。在工业级实验室使用的各种封闭式反应器已证明封闭式反应器培养微藻可以使藻细胞的密度提高6 12倍，总体积相对减少，分离成本大大降低，各种生长参数及工艺可以采用自动化、集约化控制和管理，提高了生产效率和产品质量。至今人们已经试过多种封闭式光生物反应器，包括横竖管式反应器、螺旋管式反应器、级联反应器、鼓泡平板反应器、垂直平板反应器。在封闭式反应器的报道中大部分为微藻自养培养反应器，进行自养和异养两阶段转化培养微藻的报道较少。申请号为201110029154. x的发明专利公开了一种微藻先异养制备种子，再大规模自养的微藻培养方法。该发明举例的发酵罐与跑道池联合的方法设备占地面积大，单位面积的产量低，且该方法后期的自养培养细胞密度和油脂含量较低不适合微藻生物柴油生产。申请号为200910247564. 4的发明专利公开了一种污水处理碳减排气升环流微藻自养-异养稱合光生物反应器，微藻在一个反应器内的自养区和异养区间不断流动，异养区加入的碳源消耗不完全就流入自养区，对很多藻种来说外加的碳源会抑制光合作用，影响自养区的效率。发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种微藻自养-异养耦合培养设备，该技术方案不仅有效解决了现有微藻培养自养、异养设备不可连续操作，工作效率低的问题，而且有效解决了现有微藻培养设备占地面积大、成本投入高的问题。本实用新型通过以下技术方案实现—种微藻自养-异养稱合培养设备，包括平板式自养反应器(I)、异养反应器(2 ),其特征在于所述平板式自养反应器(I)通过支架(3)与异养反应器(2)固定连接，平板式自养反应器(I)与异养反应器(2 )之间通过阀门A (4)连接，平板式自养反应器(I)位于异养反应器(2 )上部，所述平板式自养反应器(I)两侧端设置有挡板A (6 )，异养反应器(2 )两侧端设置有挡板B (7)。本实用新型进一步技术改进方案是所述平板式自养反应器(I)的板面(11)、内部挡板(12)均由透明材料制成；所述透明材料为玻璃、或为丙烯酸酯。所述异养反应器(2)的壳体(21)采用不透明材料制成；所述不透明材料为金属材料、或为塑料材料制成。本实用新型进一步技术改进方案是所述耦合培养设备包括多个独立的平板式自养反应器(I)与异养反应器(2)组合的耦合培养设备单元(5)。 所述稱合培养设备两端的稱合培养设备单兀(5)的平板式自养反应器(I)、异养反应器(2)外侧端分别设置有挡板A (6)、挡板B (7)。所述挡板A (6)设置有补料口 A (61)、PH调解液口 A (62)、气体入口 A (63)以及换热管接口 A (64)，所述挡板B (7)设置有补料口 B (71)、PH调解液口 B (72)、气体入口 B (73)以及换热管接口 B (74)。本实用新型与现有技术相比，具有以下明显优点本实用新型将传统的微藻培养自养、异养设备相结合，可实现连续操作，提高了设备的工作效率，而且本设备占地面积小，有效利用了空间，增加了单位面积的生产率，结构简单安装方便，成本低。

图1为本实用新型的结构示意图；图2为挡板结构示意图；图3为本实用新型立体透视图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，本实用新型包括一塔体12，塔体12顶部设置有进口阀Al，底部设置有进口阀B7，进口阀Al与进口阀B7通过管道连接，塔体12内部设置有两平行垂直设置的挡板A3、挡板B2，挡板A3与挡板B2分别将塔体12内部分隔为吸附剂前室5、吸附剂后室10，吸附剂后室10对应的塔体12底部设置有生物柴油出口 9，所述塔体12对应于吸附剂前室5的侧端设置有吸附剂进口 A4、吸附剂出口 A6，相对侧端设置有吸附剂进口 B13、吸附剂出口 BI I，所述对应于挡板A3、挡板B2之间区域的塔体12底部设置有出口阀8，出口阀8用于控制生物柴油出口 9的开闭。结合图1、2、3简述本实用新型的工作过程首先关闭塔体12上的进口阀A1、出口阀8、吸附剂出口 A6、吸附剂出口 B11，通过吸附剂进口 M往吸附剂前室5中加注吸附剂，通过吸附剂进口 B13往吸附剂后室10中加注吸附剂，然后打开塔体12的进口阀B7，让粗生物柴油进入吸附剂前室5进行精制去杂，粗生物柴油分别经过挡板A3、挡板B2进入吸附剂后室10进行进一步精制去杂，精制好的生物柴油通过生物柴油出口 9从塔体12流出。当吸附剂失效时，可以通过以下方式更换吸附剂，而不会影响粗生物柴油的吸附精制过程吸附剂前室5中吸附剂的更换关闭塔体12的进口阀B7，打开塔体12上的进口阀A 1，让粗生物柴油进入吸附剂后室10，精制后，生物柴油由塔体12的生物柴油出口 9流出，打开吸附剂出口 A6，排出吸附剂前室5中的吸附剂；关闭吸附剂出口 A6，由吸附剂进口A4往吸附剂前室5中填入新的吸附剂。
吸附剂后室10中吸附剂的更换关闭塔体12的进口阀A 1，打开塔体12的进口阀B7，打开塔体12的出口阀8，粗生物柴油经过吸附剂前室5中的吸附剂精制后，由出口阀8排出；打开吸附剂后出口 11，排出吸附剂后室6中的吸附剂；关闭吸附剂出口 B11，由吸附剂进口 B13往吸附剂后室10中填入新的吸附剂。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求1.一种微藻自养-异养稱合培养设备，包括平板式自养反应器(I )、异养反应器(2),其特征在于所述平板式自养反应器(I)通过支架(3 )与异养反应器(2 )固定连接，平板式自养反应器(I)与异养反应器(2 )之间通过阀门A (4 )连接，平板式自养反应器(I)位于异养反应器(2)上部，所述平板式自养反应器(I)两侧端设置有挡板A (6)，异养反应器(2)两侧端设置有挡板B (7)。
2.根据权利要求1所述的一种微藻自养-异养耦合培养设备，其特征在于所述平板式自养反应器(I)的板面(11)、内部挡板(12)均由透明材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种微藻自养-异养稱合培养设备,其特征在于所述透明材料为玻璃、或为丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种微藻自养-异养耦合培养设备，其特征在于所述异养反应器(2)的壳体(21)采用不透明材料制成。
5.根据权利要求4所述的一种微藻自养-异养稱合培养设备,其特征在于所述不透明材料为金属材料、或为塑料材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种微藻自养-异养耦合培养设备，其特征在于所述耦合培养设备包括多个独立的平板式自养反应器(I)与异养反应器(2)组合的耦合培养设备单元(5)。
7.根据权利要求6所述的一种微藻自养-异养耦合培养设备，其特征在于所述耦合培养设备两端的稱合培养设备单兀(5)的平板式自养反应器(I)、异养反应器(2)外侧端分别设置有挡板A (6)、挡板B (7)。
8.根据权利要求1或7所述的一种微藻自养-异养耦合培养设备，其特征在于所述挡板A (6)设置有补料口 A (61)、PH调解液口 A (62)、气体入口 A (63)以及换热管接口 A (64)，所述挡板B (7)设置有补料口 B (71)、PH调解液口 B (72)、气体入口 B (73)以及换热管接口 B (74)。
专利摘要本实用新型公开了一种微藻自养-异养耦合培养设备，包括平板式自养反应器(1)、异养反应器(2)，其特征在于所述平板式自养反应器(1)通过支架(3)与异养反应器(2)固定连接，平板式自养反应器(1)与异养反应器(2)之间通过阀门A(4)连接，平板式自养反应器(1)位于异养反应器(2)上部，所述平板式自养反应器(1)两侧端设置有挡板A(6)，异养反应器(2)两侧端设置有挡板B(7)，本实用新型的技术方案不仅有效解决了现有微藻培养自养、异养设备不可连续操作，工作效率低的问题，而且有效解决了现有微藻培养设备占地面积大、成本投入高的问题。
文档编号C12M1/00GK202881246SQ20122053918
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者时杰, 宋春霖, 周玲玲, 朱猴, 殷雄 申请人:江苏绿源新能源科技有限公司