專利名稱：藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光合反應(yīng)系統(tǒng)，特別是，涉及一種用于培養(yǎng)藻類微生物的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
藍(lán)藻(螺旋藻，Spirulina)中含有豐富的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素和酵素等多種有益人體的營養(yǎng)成分，近年來被廣為推薦食用。藍(lán)藻的培養(yǎng)液是經(jīng)過光合反應(yīng)系統(tǒng)作充足的光合作用以滿足其藻細(xì)胞所需的養(yǎng)分，并排出生成于培養(yǎng)液中的氧氣，使藍(lán)藻能夠大量地生長繁殖。
已知的藍(lán)藻光合反應(yīng)系統(tǒng)，為露天的大培養(yǎng)池。藍(lán)藻的培養(yǎng)液容納于該露天的大培養(yǎng)池內(nèi)，以進(jìn)行光合作用。但是，該大培養(yǎng)池不僅占地面積大、能源消耗多，而且使用受制于氣候的影響，尤其易受污染而影響該藍(lán)藻的質(zhì)量，造成生產(chǎn)業(yè)者諸多不良的困擾。
已知的另一種藍(lán)藻光合反應(yīng)系統(tǒng)，如中國專利號CN95219504.6中公布的一種螺旋藻光合反應(yīng)器，其是由反應(yīng)塔和立式雙排平螺旋式管道所構(gòu)成。該反應(yīng)塔和該管道為透光材質(zhì)所制成，以便流動于其內(nèi)的培養(yǎng)液進(jìn)行光合作用。該反應(yīng)塔內(nèi)并設(shè)有鼓泡板和冷熱交換器等裝置，以排出生成于該培養(yǎng)液中的氧氣和控制該培養(yǎng)液的溫度。該螺旋藻光合反應(yīng)器主要在于提供封閉式的循環(huán)系統(tǒng)，以克服已知大培養(yǎng)池的種種問題。但是該螺旋藻光合反應(yīng)器中仍存在氧氣難以被排出、培養(yǎng)液的溫度難以控制于需求標(biāo)準(zhǔn)、且反應(yīng)塔的清洗維護(hù)不易以致于降低光合作用的效果和影響藍(lán)藻的質(zhì)量等問題，不適用于工業(yè)化的大量生產(chǎn)。
鑒于已知的藍(lán)藻光合反應(yīng)系統(tǒng)有制造上及使用上的困難，且不適合進(jìn)行大量快速生產(chǎn)，本發(fā)明人提出一種可有效改善上述問題的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，不僅使其所需占地面積減小、能源使用減少、運轉(zhuǎn)不受氣候的影響及避免受污染以維護(hù)藻類的優(yōu)良質(zhì)量，更進(jìn)一步能夠順利排出藻類產(chǎn)生的氧氣，并且準(zhǔn)確控制培養(yǎng)液的溫度，以達(dá)到大量且快速地生長繁殖。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其包括光合反應(yīng)單元、加壓輸液單元、噴射排氧裝置及調(diào)節(jié)區(qū)。其中，該光合反應(yīng)單元為透光管路；該加壓輸液單元的入口端連通于該透光管路的出口端；該噴射排氧裝置為中空管路，其包括相組接的排氧筒和集液筒，該排氧筒設(shè)有進(jìn)液口、上排氣口和中空管壁，而該進(jìn)液口連通于該加壓輸液單元的出口端，該上排氣口位于該排氧筒的頂端，該中空管壁自該上排氣口向下延伸；該調(diào)節(jié)區(qū)為直通管路，其分別連通于該集液筒及該透光管路的入口端。
由于該光合反應(yīng)單元、該加壓輸液單元、該噴射排氧裝置及該調(diào)節(jié)區(qū)的連接組成，使注入于其內(nèi)的藻類微生物的培養(yǎng)液及藻種能夠在呈垂直立體多排管道密封循環(huán)地進(jìn)行藻類微生物培養(yǎng)，因此所需占地面積減小而且能源使用減少；由于是在半密閉的空間中進(jìn)行培養(yǎng)，因而運轉(zhuǎn)不受氣候的影響，且能避免受污染以維護(hù)所產(chǎn)生藻類的優(yōu)良質(zhì)量。另外，由于該進(jìn)液口、該上排氣口和該中空管壁的配置，使生成于培養(yǎng)液中的氧氣易于被排出，以提高生產(chǎn)效率。再者，在本發(fā)明的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)之外設(shè)置灑水裝置及在透光管路與加壓輸液單元之間設(shè)置加熱裝置，即可用以調(diào)控溫度以使培養(yǎng)液溫度維持在適于培養(yǎng)藻類的范圍。另外，在集液筒及調(diào)節(jié)區(qū)之間的連通管路上設(shè)置閥門，即可在清洗時，將系統(tǒng)中的培養(yǎng)液排出以利清洗。


圖1為本發(fā)明的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)的局部剖面示意圖。
圖2為本發(fā)明的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)的噴射排氧裝置的立體示意圖。
圖3為本發(fā)明的第二實施例的示意圖。
圖4為本發(fā)明的第三實施例的示意圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下1 光合反應(yīng)單元
10 直管 11 彎管12 輔助開口2 加壓輸液單元20 輸送管4 噴射排氧裝置40 排氧筒 401 進(jìn)液口402 上排氣口 403 中空管壁404 縮頸部 405 側(cè)排氣口41 集液筒 42 排氣管421 擴(kuò)張部5 調(diào)節(jié)區(qū)52 擴(kuò)張管 53 直管6 連通裝置60 清洗閥組件7 采收閥組件8 加熱單元80 加熱管 81 入口轉(zhuǎn)接部82 出口轉(zhuǎn)接部9 灑水單元具體實施方式
為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，但是，所述附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
如圖1及圖2所示，本發(fā)明提供一種藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，用以培養(yǎng)藻類，其包括光合反應(yīng)單元1、加壓輸液單元2、噴射排氧裝置4、調(diào)節(jié)區(qū)5及連通裝置6。
光合反應(yīng)單元1是由玻璃等透光材質(zhì)所制成的透光管路構(gòu)成，其包括復(fù)數(shù)個直管10及復(fù)數(shù)個彎管11，該直管10及彎管11是間隔串接成雙排傾斜的立體盤旋式透光管路，而另有輔助開口12設(shè)置于該透光管路最上端的部分。加壓輸液單元2為加壓輸液泵，其入口端是連接該透光管路的出口端。噴射排氧裝置4是中空管路，其包括排氧筒40及集液筒41，而排氧筒40可以用不銹鋼材質(zhì)制成，集液筒41可以用玻璃等透光材質(zhì)制成。該排氧筒40的上段設(shè)有進(jìn)液口401、上排氣口402和中空管壁403，該進(jìn)液口401通過輸送管20連通于該加壓輸液單元2的出口端，該上排氣口402位于該排氧筒40的頂端，該中空管壁403自該上排氣口402向下延伸且相對地位于該進(jìn)液口401的內(nèi)側(cè)。該排氧筒40的中段設(shè)有縮頸部404和側(cè)排氣口405，該側(cè)排氣口405位于該縮頸部404的下方。該噴射排氧裝置4另包括排氣管42，該排氣管42組接于該排氧筒40內(nèi)，該排氣管42的上端穿設(shè)于該中空管壁403內(nèi)，該排氣管42的下端形成擴(kuò)張部421且相對地位于該側(cè)排氣口405的內(nèi)側(cè)。該調(diào)節(jié)區(qū)5為直通管路，其具有擴(kuò)張管52，該調(diào)節(jié)區(qū)5的一端連通于該光合反應(yīng)單元1，另一端通過連通裝置6連通于該噴射排氧裝置4的集液筒41上，而該連通裝置6是連接于該集液筒41底部及該調(diào)節(jié)區(qū)5底部。該連通裝置6還具有清洗閥組件60。該透光管路的入口端向下彎折連通于該調(diào)節(jié)區(qū)5。
本發(fā)明的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)還包括采收閥組件7。該采收閥組件7連接于該透光管路的出口端和該加壓輸液單元2的入口端之間，用以汲取流動于該透光管路內(nèi)的藻類微生物及培養(yǎng)液。
使用本發(fā)明的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)時，由該透光管路的輔助開口12注入藍(lán)藻藻種及培養(yǎng)藍(lán)藻的培養(yǎng)液于透光管路內(nèi)，該培養(yǎng)液與藍(lán)藻流動于該透光管路內(nèi)并進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，該培養(yǎng)液并流向該加壓輸液單元2。開啟該加壓輸液單元2強迫該培養(yǎng)液自該透光管路流向該噴射排氧裝置4。當(dāng)該培養(yǎng)液經(jīng)由該進(jìn)液口401噴射于該排氧筒40內(nèi)時，該培養(yǎng)液首先沖擊于該噴射排氧裝置4的排氧筒40內(nèi)以形成旋轉(zhuǎn)水花狀以利于氧氣自該上排氣口402排出；接著，該培養(yǎng)液落下收集至該縮頸部404后沖擊該排氣管42的擴(kuò)張部421而形成擴(kuò)散飛濺狀以利于氧氣自該側(cè)排氣口405排出；最后，該培養(yǎng)液落下收集于該集液筒41內(nèi)，使氧氣自該排氣管42的上端排出。如此，可把大部分的氧氣排出以提升該培養(yǎng)液光合作用的能力。由于該培養(yǎng)液行經(jīng)該排氧筒40時已生成飽和的含氧氣的液體，不易再進(jìn)行光合作用，因此該排氧筒40可用不銹鋼等不透光材質(zhì)所制成；又該培養(yǎng)液收集于該集液筒41時已排出大部分的氧氣，可繼續(xù)進(jìn)行光合作用，因此該集液筒41可用玻璃等透光材質(zhì)所制成。該培養(yǎng)液流經(jīng)該連通裝置6至該調(diào)節(jié)區(qū)5時，可暫時開啟該清洗閥組件60，以清除較重的沉積物，亦可采樣測試該培養(yǎng)液。通過使集液筒41所收集的培養(yǎng)液的液面高度高于該光合反應(yīng)單元1的透光管路的最上層，利用位能差并借著重力的作用，使培養(yǎng)液由調(diào)節(jié)區(qū)5自動流入該透光管路，進(jìn)而再次流向該加壓輸液單元2。如此，該藍(lán)藻培養(yǎng)液即可在本發(fā)明的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)中反復(fù)循環(huán)培養(yǎng)以使藍(lán)藻逐漸繁殖，待培養(yǎng)液中的藍(lán)藻含量達(dá)到可采收的程度時，即可開啟采收閥組件7以進(jìn)行采收，同時也可開啟清洗閥組件60一起采收，以增加采收的速度。而在培養(yǎng)的過程中，該培養(yǎng)液經(jīng)由該連通裝置6流入該調(diào)節(jié)區(qū)5，由于該調(diào)節(jié)區(qū)5具有擴(kuò)張管52，因此培養(yǎng)液之流速在此處大幅減緩，使得培養(yǎng)液由擴(kuò)張管52流入該透光管路需要較長的時間，而使得該培養(yǎng)液中的藍(lán)藻有足夠的時間可以在該調(diào)節(jié)區(qū)5進(jìn)行生理調(diào)節(jié)，以消除該加壓輸液單元2以及該噴射排氧裝置4的作用所帶來的生理傷害，從而以最佳的生理狀態(tài)進(jìn)入該透光管路，也因此能夠采收到最佳質(zhì)量的藍(lán)藻。
另外，本發(fā)明的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括加熱單元8及灑水單元9。該加熱單元8設(shè)有復(fù)數(shù)個加熱管80、入口轉(zhuǎn)接部81及出口轉(zhuǎn)接部82，該等加熱管80經(jīng)由該入口轉(zhuǎn)接部81和該出口轉(zhuǎn)接部82分別連接于該透光管路的出口端和該加壓輸液單元2的入口端之間。該加熱單元8可以手動或自動感應(yīng)的方式加熱容置于該加熱單元8內(nèi)的水，使水的熱能傳遞至該等加熱管80，以控制培養(yǎng)液的溫度。而該灑水單元9位于該光合反應(yīng)單元1的上方，并可根據(jù)工作環(huán)境的需求以手動或自動感應(yīng)的方式進(jìn)行定時定溫的灑水，以降低該透光管路內(nèi)的培養(yǎng)液溫度。
如圖3所示，在本實施例中該藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)區(qū)5具有直管53，該調(diào)節(jié)區(qū)5的一端同樣與該光合反應(yīng)單元1連通，而另一端也是通過該連通裝置6連通于該集液筒41，而藻類同樣是經(jīng)由該具有直管53的調(diào)節(jié)區(qū)5流入該光合反應(yīng)單元1以進(jìn)行循環(huán)培養(yǎng)。由于該調(diào)節(jié)區(qū)5的目的是使藻類在調(diào)節(jié)區(qū)5中進(jìn)行生理調(diào)節(jié)，因此對于生理調(diào)節(jié)所耗費的時間較短的藻類微生物則可用此具有直管53的調(diào)節(jié)區(qū)5，讓藻類微生物可以加快流入該透光管路以進(jìn)行循環(huán)培養(yǎng)，而對于需要進(jìn)行較長時間生理調(diào)節(jié)的藻類微生物，則需要使用如圖1所示的具有擴(kuò)張管52的調(diào)節(jié)區(qū)5，以減緩培養(yǎng)液在調(diào)節(jié)區(qū)5的流速，使得藻類微生物有足夠之生理調(diào)節(jié)的時間。
如圖4所示，在本實施例中，主要是針對氧氣生成量較大的狀況進(jìn)行改進(jìn)。在氧氣生成量增加時，需要排出的氧氣量也必然增加，因此在本實施例中，將中空管壁403的長度縮短至相對于該進(jìn)液口401的上方，而當(dāng)該培養(yǎng)液經(jīng)由該噴射排氧裝置4的進(jìn)液口401噴射于排氧筒40內(nèi)，并沖擊到排氣管42的時候，即可排出部分氧氣而不需等到?jīng)_擊形成的旋轉(zhuǎn)水花下落，如此即可大幅增加排氧量。但是，如此也可能在該培養(yǎng)液沖擊排氣管402的時候，造成部份培養(yǎng)液由上排氣口402濺出而產(chǎn)量稍減。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，并非限制本發(fā)明的專利范圍，故凡運用本發(fā)明的說明書及圖示內(nèi)容的等效技術(shù)變化，均包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其包括光合反應(yīng)單元，其為透光管路；加壓輸液單元，其入口端連通于該透光管路的出口端；噴射排氧裝置，其為中空管路，該噴射排氧裝置包括相組接的排氧筒和集液筒，該排氧筒設(shè)有進(jìn)液口、上排氣口和中空管壁，該進(jìn)液口連通于該加壓輸液單元的出口端，該上排氣口位于該排氧筒的頂端，該中空管壁自該上排氣口向下延伸；其特征在于，進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)區(qū)，其為分別連通于該集液筒及該透光管路的直通管路。
2.如權(quán)利要求1所述的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該光合反應(yīng)單元包括復(fù)數(shù)個直管及復(fù)數(shù)個彎管，該等直管和該等彎管間隔串接形成雙排傾斜的立體盤旋式透光管路。
3.如權(quán)利要求1所述的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該透光管路設(shè)有輔助開口位于其最上方部分。
4.如權(quán)利要求1所述的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該加壓輸液單元為加壓輸液泵。
5.如權(quán)利要求1所述的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該噴射排氧裝置包括排氣管，該排氣管組接于該排氧筒內(nèi)，該排氧筒的中段設(shè)有縮頸部和側(cè)排氣口，該側(cè)排氣口位于該縮頸部的下方，該排氣管的上端穿設(shè)于該中空管壁內(nèi)，該排氣管的下端形成擴(kuò)張部且相對地位于該側(cè)排氣口的內(nèi)側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該調(diào)節(jié)區(qū)具有擴(kuò)張管或直管。
7.如權(quán)利要求1所述的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括連通裝置，該連通裝置連接于該集液筒的底部和該調(diào)節(jié)區(qū)的底部，該連通裝置還具有清洗閥組件。
8.如權(quán)利要求1所述的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)包括采收閥組件，該采收閥組件連接于該透光管路的出口端和該加壓輸液單元的入口端之間。
9.如權(quán)利要求1所述的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括加熱單元，該加熱單元連接于該透光管路的出口端和該加壓輸液單元的入口端之間。
10.如權(quán)利要求1所述的藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括灑水單元，該灑水單元位于該光合反應(yīng)單元的上方。
全文摘要
一種藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)系，其包括光合反應(yīng)單元、加壓輸液單元、噴射排氧裝置及調(diào)節(jié)區(qū)。其中，該光合反應(yīng)單元為透光管路；該噴射排氧裝置主要由排氧筒及集液筒所組成。通過該光合反應(yīng)單元、該加壓輸液單元、該噴射排氧裝置及該調(diào)節(jié)區(qū)的連接與作用，使得該藻種培養(yǎng)液在該藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)中循環(huán)培養(yǎng)出質(zhì)量良好的藻類。該藻類微生物光合反應(yīng)系統(tǒng)另包括加熱單元及灑水單元，以控制適合藻類生長的環(huán)境溫度，并可根據(jù)不同藻類所適合的生長環(huán)境來改變溫度。
文檔編號C12M1/42GK101033448SQ20061005897
公開日2007年9月12日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者盧朝輝 申請人:盧朝輝