專利名稱：一種水幕式曝光塔形微藻反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及微藻培養系統領域，具體講，涉及單細胞藻液的ー種高效采光裝置。
背景技術：
在人類社會面臨能源資源枯竭的大背景下，一些微藻因其高產油量、油脂累積快以及生產周期短等特點，近年來備受關注，已成為生物能源研究領域新興的熱點之一。我國在該領域的研究尚處于起步階段。薇藻原料成本占到生物柴油生產總成本的70%以上。因此，微藻生產過程中，關鍵環節是促進藻類快速生長，使藻細胞在最短時間內達到最大生產カ。目前，藻類生物反應器已成為高效、快速、大量培養藻類的關鍵設備。在研究、開發和生產中均需使用不同的光生物反應器，主要可以區分為敞開式和封閉式兩大類型。跑道池反應器是最典型和最常用的一種敞開式反應系統，構建簡單、成本低廉、操作簡單，在微藻產業化培育中已普遍使用，但是該培養器占地面積很大。密閉式反應器，主要包括管式、平板式和柱式這三種形式，具有培養條件易控制，可無菌操作，補碳效果好，藻細胞生長速度快等優勢，但是這些優越性是以高投資和操作成本為代價的，大大限制了反應器的放大潛力。同吋，兩類反應器擴大生產后，當藻細胞密度較高吋，光的供給往往受到限制。因此，研制與構建占地少、采光效率高、低成本的光生物反應器的是未來技術的發展方向。

發明內容
本發明克服了現有開放式反應器占地大缺點，以及現有密閉反應器的光路短等缺陷。提供了ー種適于規模培養、占地面積小、光能利用率高，成本低的微藻培養反應器及其補光裝置，適用于開放式和封閉式光生物反應器。為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案來實現一種水幕式曝光塔形微藻反應器，其特征在于整個反應器包括水泵(1)、主反應器(2)、輔反應器(3)、附加光源(4)和循環水管(5)。這種水幕式曝光塔形微藻反應器，包括水泵(1)，視輔反應器的高度選擇合適揚程的水泵，保證主反應器中的藻液能泵入輔反應器。主反應器O)，可以設計成開放式反應器，為了增加牢固性和采光面積，池底和池壁可以由不同材料制作，底部可以做成磚混結構，池壁可由硬質透光材料構成。主反應器池型可以為圓形或者跑道式；輔反應器(3)，可以設計成開放式反應器，為了增加反應器牢固性和采光面積，池底和池壁均由硬質透光材料構成。輔反應器池型可以與主反應器池型相同，也可以不同；附加光源G)，在光照不足或者需要延長光照時間時，可以在輔反應器內添加內置的輔助光源，光源為普通日光燈管，為市售品，可根據實際需求配備不同長度、數量、功率的
日光燈管。
循環水管(5)，藻液通過循環水管泵入輔反應器。所述循環水管以硬聚氯乙烯管制作，承壓性高，不易彎折，價格低廉。主反應器O)中的藻液在水泵(1)作用下，通過循環水管(5)流入輔反應器內 (3)，當藻液蓄滿輔反應器C3)后，藻液隨即溢出并沿池壁形成含有藻細胞的薄層，猶如“水幕”，可以充分地接受光照，提高曝光效率。另外，主輔反應器藻液循環還達到了藻液均勻攪拌和均勻曝光的效果。本發明集成了的封閉式與開放式兩種培養器的優點，采用塔式結構和循環方式， 不僅可節約較多土地，還有效増加光線吸收，提高了光能利用效率。同時，該反應器采用了價格低廉的塑料，結構簡單，還可根據光照需要添加內置光源。因此，該反應器占地少、成本低，操作簡便，光利用效率高，可用于各種類型的光生物反應器中。


圖1水幕式曝光塔形微藻反應器側視圖；圖2水幕式曝光塔形微藻反應器俯視圖； 附圖中主要部分代表符號
1.水泵；2.主反應器；3.輔反應器；4.附加光源；5.循環水管；6.排液ロ ；7.排液ロ。
具體實施例方式為了更好理解本發明，下面結合具體實施例對本發明作詳細說明，未詳加說明的按本領域現有技木。本發明要求保護的范圍不單限于實施例表示的范圍實施例1:一種水幕式曝光塔形微藻反應器，包括主反應器0)，池型為倒“梯”形，池底為磚混結構，池壁由有機玻璃制成，下底直徑為細，高50cm，池壁厚0. 5cm ；輔反應器( ，池型為“鉢”型，池底和池壁均由有機玻璃制成，下底寬細，高30cm，池壁厚0. 2cm,兩個反應器為藻細胞提供生長環境和營養；連接水泵(1)和循環水管(5)，水泵揚程為2m，水管由硬質 PVC管制成，內徑lcm，打開電源，向輔反應器內抽蓄藻液，調節水泵(1)轉速，至液面沿池壁緩慢溢出。此時，可以向主反應器內添加藻液至40cm左右。待主輔反應器內的液面穩定后即可以保持運行，直至收獲。收獲吋，打開主輔反應器的排液ロ(6)，使輔反應器內的藻液通過排液ロ(6)進入主反應器，主反應器內的藻液再通過排液ロ(7)進行收集。實施例2:一種內置光源水幕式曝光塔形微藻反應器。于輔反應器(3)內壁安裝了一套附加光源，其余部分與上述實例相同。當光線不足(例如陰雨天)或者需要増加光照吋，打開附加光源，井根據光強需要調整到合適的燈管個數，直至收獲。其余步驟與上述實例相同。光源理論上由任何形式的光源類型均可，但是考慮到節能環保，建議采用納米節能燈管，從源頭提高電光轉換和減少光衰減。
權利要求
1.一種水幕式曝光塔形微藻反應器，其特征在于整個反應器包括水泵(1)、主反應器 (2)、輔反應器(3)、附加光源(4)和循環水管(5)。
2.根據權利要求1所述反應器裝置，其特征在于至少由兩部分組裝而成，主反應器 (2)位于輔反應器(3)下方，呈塔式結構，主輔反應器類型不限。
3.根據權利要求1所述反應器裝置，其特征在于主、輔反應器的材質由透明硬質材料構成。
4.根據權利要求1所述反應器裝置，其特征在于主反應器(2)中的藻液在水泵(1)作用下，通過循環水管(5)流入輔反應器(3)，當藻液蓄滿輔反應器后，藻液溢出并流入主反應器內，藻液流經輔反應器池壁吋，形成了含有藻細胞的薄層，猶如“水幕”，可以充分地接受光照。
5.根據權利要求1所述反應器裝置，其特征在于如果光源不夠，可以在輔反應器(3) 池壁固定附加光源G)，從而達到補充光照的目的，附加光源(4)可以是各種形式的光源， 包括熒光燈管、節能燈或者LED燈等。
全文摘要
本發明屬于微細胞藻類生產領域，特別涉及微藻培養液的曝光裝置。目的在于提供一種曝光高效、占地面積少、簡單易行且能夠大規模培養單細胞藻類的方法，以滿足微藻能源生產、環境保護、水產育苗等行業的要求。本方法通過下列技術方案實現將反應器分為主反應器和輔反應器量兩部分，主反應器位于底部，輔反應器位于頂部，主反應器中的藻液被水泵吸入輔反應器，待藻液蓄滿輔反應器后，藻液溢出并流入主反應器，此時，藻液沿池壁形成“水幕”，藻液得以充分接受光照。再通過主輔反應器藻液循環設計保證藻液不斷形成曝光層。本發明中的反應器藻液曝光效率高、反應器占地面積小、適合開放式和密閉式等多種光生物反應器。
文檔編號C12M1/00GK102533530SQ201210036340
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者萬小春, 宋成軍, 張旭東, 羅娟, 董保成, 趙立欣, 陳羚 申請人:農業部規劃設計研究院