CN205576120U - 组合式光生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种组合式光生物反应器。所述组合式光生物反应器包括反应器顶盖、反应器柱身和反应器底座；所述反应器顶盖与反应器柱身可拆卸连接，所述反应器柱身与所述反应器底座亦可拆卸连接；所述反应器顶盖、反应器柱身和反应器底座整体构成三联体柱式结构；所述反应器顶盖上设置有透气孔或透气缝；所述反应器底座内设置有通气部件，所述反应器底座上设置有液体进出口。本实用新型可通过调整反应器柱身的长度来调控培养体积；另外在清洗反应器时，可将反应器局部或全部拆卸清洗，清洗方便、无死角。

Description

组合式光生物反应器

技术领域

本实用新型涉及微藻培养相关技术设备领域，具体的说，是涉及一种组合式光生物反应器。

背景技术

微藻可以利用光能和CO₂合成蛋白质、脂肪和碳水化合物等有机组分，在地球的碳素循环和能量循环中发挥重要作用。某些种类的微藻富含多不饱和脂肪酸、活性多糖和天然色素等高值生物活性物质，因此成为食品、饲料、燃料和医药等领域的重要材料来源。

目前，在全球范围内，微藻生物技术已经迅速形成了一条规模巨大的完整产业链，其中的规模培养是重要环节。为养殖微藻，研究者发明了多种开放或密闭的反应器。管道光反应器因具有比表面积大、容积比大、不易污染、物料交换效率高、易于工艺放大等优点，培养微藻的生物质产率更高，有效生物成分的积累也更容易控制，因而广泛用于微藻的工业化培养。

但是，管式反应器价格昂贵，此外在光和营养物质供给方面存在一些弊端。一方面，反应器中藻细胞的二氧化碳和氧气的交换速率往往受到管道长度的限制，过长的管道可能导致微藻生长出现二氧化碳供应不足和氧过量富集的氧化胁迫；另一方面，为扩大规模通常会提高管道半径，而这一操作会大大降低反应器中的光透过性，导致微藻生长过程中出现光限制。

此外，通常采用泵送的方式实现培养液进出和在管道内的流动，培养液泵送量大、能耗高，且水泵的机械剪切易对藻细胞产生损伤。与之相比，柱式反应器中采用气升式曝气装置，上升的气泡流一方面使培养液能够混合良好并使藻细胞保持良好悬浮，另一方面强化了气泡中二氧化碳向培养液中的溶解传递以及培养液中藻细胞光合生长产生的氧气向气泡的传递，从而实现了补碳排氧；但是这种柱式管道反应器在实际应用于微藻规模培养时仍然存在一些问题，比如：传统的柱式反应器同样制作成本昂贵；传统的柱式反应器需要通入较大流量的混合气体使藻液混合均匀。这个既导致气体的浪费，也使得藻细胞所受剪切力过大，导致藻细胞容易破碎和贴壁。此外，这也使得供气装置需要更高的供气参数(或更多供气设备)以满足大批量柱式反应器生产所需。

综上所述，有必要设计一种新的装置，来解决上述一个或多个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种使用、清洗方便的组合式光生物反应器。本装置能提高二氧化碳供应，及时去除培养液中的分子氧；同时，降低培养过程的能耗，提高反应器中的气体分布均匀度，保证藻细胞充分搅动；可调整反应器柱身的长度来调控培养体积；另外在清洗反应器时，可将反应器局部或全部拆卸清洗，清洗无死角。

为了达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

组合式光生物反应器，包括反应器顶盖、反应器柱身和反应器底座；所述反应器顶盖与反应器柱身可拆卸连接，所述反应器柱身与所述反应器底座亦可拆卸连接；所述反应器顶盖、反应器柱身和反应器底座整体构成三联体柱式结构；

所述反应器顶盖上设置有透气孔或透气缝；

所述反应器底座内设置有通气部件，所述反应器底座上设置有液体进出口。

优选的，所述反应器顶盖、反应器柱身和反应器底座均采用透明材料制成。

优选的，所述反应器柱身包括三个等长、等粗且两端开口的塑料袋，其口径可以略小于/等于/略大于反应器顶盖和反应器底座接口。

优选的，所述反应器顶盖设置有至少4个出口，其中三个出口用于同反应器柱身相连，另外有透气孔和/或液体入口。

优选的，所述反应器底座设置有至少5个出口，其中三个出口用于同反应器柱身相连，另外有通气部件和液体进出口。

优选的，所述光生物反应器的上部设置有悬挂用的悬挂部件。

优选的，所述反应器底座为锥尖朝下的锥体形，所述液体进出口设置于所述反应器底座的锥尖部。

优选的，所述反应器柱身与反应器顶盖或反应器底座之间，可以采用卡套、螺纹、法兰或绳索捆扎的方式可拆卸连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

反应器整体采用三联体柱式结构，在通气时，实现了反应器液体的内部循环流动，增强了传质、传气效率，减少了气体耗费、降低了动力费用；可通过调整反应器柱身的长度来调控培养体积；清洗反应器时，可将反应器不同部位拆开，分别清洗，清洗无死角。

本装置能提高二氧化碳供应，及时去除培养液中的分子氧；同时，降低培养过程的能耗，提高反应器中的气体分布均匀度，保证藻细胞充分搅动，以及降低反应器的运行成本。还可以有效降低藻细胞贴壁情况。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型中反应器顶盖的结构示意图；

图3是本实用新型中内螺纹环的结构示意图；

图4是本实用新型中反应器底座的结构示意图。

其中：1-反应器顶盖；2-反应器底座；3-反应器柱身；4-透气孔；5-通气部件；6-液体进出口；7-内螺纹环；8-连接柱；9-悬挂部件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1至图4所示，组合式光生物反应器，包括反应器顶盖1、反应器柱身3和反应器底座2，其材质均为透明塑料；所述反应器顶盖1上设置有透气孔4，所述反应器底座2内设置有通气部件5，通气部件5可以采用气泡石或常用的曝气装置等，所述反应器底座2上设置有液体进出口6；

参考图2，所述反应器顶盖1的下端形成有三个连接柱8，所述连接柱8上设置有外螺纹，反应器柱身3顶部套在反应器顶盖1上用内螺纹环7固定连接，所述反应器底座2的上端亦形成有三个连接柱8，所述连接柱8上亦设置有外螺纹，反应器柱身3底部套在反应器底座2上亦用内螺纹环7固定连接；所述反应器顶盖1、反应器柱身3和反应器底座2整体构成三联体柱式结构；

其中，所述反应器柱身3包括三个等长、等粗且两端开口的塑料袋，其口径可以略小于/等于/略大于反应器顶盖1和反应器底座2接口。

所述光生物反应器的上部设置有悬挂用的悬挂部件9，悬挂部件9可以采用悬挂杆和/或悬挂绳实现，不再详述。

参考图4，本实施例中，所述反应器底座2为锥尖朝下的锥体形，所述液体进出口6设置于所述反应器底座2的锥尖部。

使用时将反应器底座2、反应器柱身3和反应器顶盖1依次相接；清洗时，可将不同部件拆开进行清洗，清洗方便、无死角。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。如反应器顶盖、反应器底座与反应器柱身连接的部位可以没有螺纹，是光滑的、是卡槽或者法兰等结构；任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.组合式光生物反应器，其特征在于：包括反应器顶盖、反应器柱身和反应器底座；所述反应器顶盖与反应器柱身可拆卸连接，所述反应器柱身与所述反应器底座亦可拆卸连接；所述反应器顶盖、反应器柱身和反应器底座整体构成三联体柱式结构；

所述反应器顶盖上设置有透气孔或透气缝；

所述反应器底座内设置有通气部件，所述反应器底座上设置有液体进出口。

2.根据权利要求1所述的组合式光生物反应器，其特征在于：所述反应器顶盖、反应器柱身和反应器底座均采用透明材料制成。

3.根据权利要求1所述的组合式光生物反应器，其特征在于：所述反应器柱身包括三个等长、等粗且两端开口的塑料袋。

4.根据权利要求1所述的组合式光生物反应器，其特征在于：所述光生物反应器的上部设置有悬挂用的悬挂部件。

5.根据权利要求1所述的组合式光生物反应器，其特征在于：所述反应器底座为锥尖朝下的锥体形，所述液体进出口设置于所述反应器底座的锥尖部。

6.根据权利要求1所述的组合式光生物反应器，其特征在于：所述反应器柱身与反应器顶盖或反应器底座之间，采用卡套、螺纹、法兰或绳索捆扎的方式可拆卸连接。