專利名稱：光合微生物培養(yǎng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光合微生物培養(yǎng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
微藻是一類個體微小的光能自養(yǎng)型單細(xì)胞生物，具有分布廣泛、種類繁多、光合效率高、生長速度快、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。微藻每年固定的(X)2約占全球凈光合產(chǎn)量的40%，再加上其富含酯類、烴類、蛋白、可溶性多糖、蝦青素、β -胡蘿卜素等高價值天然色素，因此在環(huán)保、能源和健康等問題倍受矚目的今天，微藻越來越受到人們的關(guān)注。微藻規(guī)?；B(yǎng)殖受溫度、光照、環(huán)境潔凈度等因素制約，特別是溫度條件，當(dāng)藻液溫度高于或低于微藻適宜的生長溫度范圍，將對微藻生長產(chǎn)生抑至作用，當(dāng)溫度過高或過低時，甚至導(dǎo)致微藻死亡。為了加強(qiáng)對微藻規(guī)?；B(yǎng)殖過程中溫度控制，多采用建造溫室的方式即可保證有充足陽光的射入和清潔的環(huán)境，又可實(shí)現(xiàn)對溫室環(huán)境溫度的可控性，從而確保溫室中藻液的溫度始終處于微藻的適宜生長范圍內(nèi)，易于微藻生長。傳統(tǒng)的溫室控溫方式中，夏季主要采用風(fēng)機(jī)、水簾；冬季多為翅片式散熱器或中央空調(diào)，雖對溫控具有一定效果，但能耗高、運(yùn)行費(fèi)用高隨之成為制約微藻規(guī)?；B(yǎng)殖及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸?，F(xiàn)有公知的溫室中光合微生物(微藻)規(guī)?；B(yǎng)殖技術(shù)夏季主要利用風(fēng)機(jī)靠排風(fēng)降溫、利用濕簾靠水分揮發(fā)降溫以及利用遮陽網(wǎng)靠阻隔太陽輻射降溫；冬季普遍利用翅片式散熱器(以及各種形式的暖氣)、中央空調(diào)供暖，或利用覆蓋保溫被或采用中空(隔熱) 材料等方式保溫。中國專利No. CN200820005341. 8中公開了一種包括暖室本體和放置在暖室中的透明容器在內(nèi)的節(jié)能環(huán)保型半封閉式微藻生物反應(yīng)器。該反應(yīng)器可利用太陽能、地?zé)?、工業(yè)余熱為暖室本體供熱，從而為透明容器內(nèi)的微藻提供適宜的生長溫度。上述各種方式對光合微生物(微藻)的規(guī)?；囵B(yǎng)均采用了對培養(yǎng)物所處空間整體控溫的方式，即對整個溫室控溫。但溫室空間大、散熱/散冷面積大，熱傳導(dǎo)系數(shù)大，所需提供能量為對溫室空間和培養(yǎng)物控溫所需能量的總和，大部分能量均轉(zhuǎn)化為環(huán)境勢能，供培養(yǎng)物利用的能量相對較少。中國專利No. CN200820005341. 8中公開的技術(shù)中雖然利用了太陽能、地?zé)岷凸I(yè)余熱，以避免使用煤炭、燃?xì)獾葌鹘y(tǒng)能源，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。但其還是對整個溫室控溫， 仍然存在著“溫室空間大、散熱/散冷面積大，熱傳導(dǎo)系數(shù)大，所需提供能量為對溫室空間和培養(yǎng)物控溫所需能量的總和，大部分能量均轉(zhuǎn)化為環(huán)境勢能，供培養(yǎng)物利用的能量相對較少”這樣的問題，只是在該專利中浪費(fèi)的是可再生能源。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的一個目的是提供一種節(jié)能的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備。根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供一種光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，包括培養(yǎng)容器。其中，所述光合微生物培養(yǎng)設(shè)備還包括集中控溫室；設(shè)置在所述集中控溫室內(nèi)的集中存儲器，所述集中存儲器通過管路與所述培養(yǎng)容器連通，在培養(yǎng)容器的外部環(huán)境溫度超出適宜光合微生物生長的預(yù)定溫度范圍時，培養(yǎng)容器中的光合微生物培養(yǎng)液經(jīng)由所述管路流到所述集中存儲器中；和設(shè)置在所述管路上的泵送裝置，在培養(yǎng)容器的外部環(huán)境溫度位于適宜光合微生物生長的預(yù)定溫度范圍時，所述泵送裝置將所述集中存儲器中存儲的光合微生物培養(yǎng)液輸送到所述培養(yǎng)容器中。根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例，所述培養(yǎng)容器可以放置在室內(nèi)進(jìn)行室內(nèi)養(yǎng)殖，也可以放置在室外進(jìn)行室外養(yǎng)殖。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述培養(yǎng)容器可以放置在溫室內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)殖，并且所述集中控溫室內(nèi)的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所述溫室內(nèi)的空間。根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例，所述培養(yǎng)容器的位置高于所述集中存儲器的位置，并且在所述管路上設(shè)置有開關(guān)閥，當(dāng)開關(guān)閥打開時，所述培養(yǎng)容器中的光合微生物培養(yǎng)液能夠依靠自重經(jīng)由所述管路自動流回到所述集中存儲器中。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述集中控溫室的四壁、地板和屋頂設(shè)有隔熱/絕熱材料。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述集中控溫室內(nèi)設(shè)有溫度控制系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)、地源熱泵、工業(yè)余熱交換器、暖氣、太陽能集熱器和水簾中的至少一種。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述集中控溫室設(shè)置在所述溫室內(nèi)的地下。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述溫室的至少向陽的一面的墻壁或/和屋頂?shù)牟糠只蛉渴怯赏腹獠牧现瞥?。根?jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述培養(yǎng)容器為蛇形管式容器、柔性薄膜式容器、板式容器或跑道池式容器中的至少一種。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述培養(yǎng)容器中設(shè)置有曝氣裝置，用于攪拌所述光合微生物培養(yǎng)液和向所述光合微生物培養(yǎng)液供應(yīng)其生長所需的氣體。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述集中存儲器由隔熱/絕熱材料制成。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述培養(yǎng)容器中設(shè)置有補(bǔ)光裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，適宜光合微生物生長的所述預(yù)定溫度范圍為15度至25度。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述集中控溫室中的溫度控制在光合微生物能夠耐受的溫度的最低值和適宜光合微生物生長的預(yù)定溫度范圍的下限值之間。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述光合微生物能夠耐受的溫度的最低值為5度。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個優(yōu)選實(shí)施例，所述集中控溫室中的溫度控制在10度。在本實(shí)用新型中，當(dāng)溫室內(nèi)/室外的溫度超出適宜光合微生物生長的預(yù)定溫度范圍時，培養(yǎng)容器中的光合微生物培養(yǎng)液經(jīng)由管路流到集中控溫室的集中存儲器中，因此，只需對內(nèi)部空間較小的集中控溫室進(jìn)行控溫，而不需要對內(nèi)部空間較大的整個溫室進(jìn)行控溫，因此，能夠有效節(jié)約能量。而且，在某些特殊情況下，甚至可以不給集中控溫室提供任何其它加熱或制冷設(shè)備，只需用集中控溫室的絕熱材料來提供保溫，就可以將集中控溫室內(nèi)的溫度保持在光合微生物能夠耐受的極限溫度之內(nèi)，而不需要提供任何額外的能量。

圖1顯示根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標(biāo)號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式的說明旨在對本實(shí)用新型的總體實(shí)用新型構(gòu)思進(jìn)行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本實(shí)用新型的一種限制。圖1顯示根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖。如圖1所述，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，光合微生物培養(yǎng)設(shè)備主要包括溫室 1、設(shè)置在溫室1內(nèi)的培養(yǎng)容器3、集中控溫室2和設(shè)置在集中控溫室2內(nèi)的集中存儲器4。如圖1所示，集中控溫室2的內(nèi)部空間必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于溫室1的內(nèi)部空間，這是為了減小需要控溫的空間，從而能夠有效減少能量的浪費(fèi)，節(jié)約寶貴的能源。在本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，溫室1的內(nèi)部空間與集中控溫室2的內(nèi)部空間比例可以為125 1。盡管在圖1所示的實(shí)施例中，培養(yǎng)容器3放置在室內(nèi)養(yǎng)殖，但是，需要說明的是，培養(yǎng)容器3也可以直接放置在室外進(jìn)行養(yǎng)殖。如圖1所示，集中存儲器4通過管路5與培養(yǎng)容器3連通。在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，在泵送光合微生物培養(yǎng)液的管路5上設(shè)置有泵送裝置6以及在回流光合微生物培養(yǎng)液的管路5上設(shè)置有開關(guān)閥7。同時，在圖示的實(shí)施例中，培養(yǎng)容器3的放置位置高于集中存儲器4的位置，因此，當(dāng)開關(guān)閥7打開時，培養(yǎng)容器3中的光合微生物培養(yǎng)液能夠依靠自重經(jīng)由管路5自動流回到集中存儲器4中。如圖1所示，在溫室1內(nèi)的溫度超出適宜光合微生物生長的預(yù)定溫度范圍時，開關(guān)閥7打開，培養(yǎng)容器3中的光合微生物培養(yǎng)液經(jīng)由管路5流回到集中存儲器4中。在溫室1 內(nèi)的溫度位于適宜光合微生物生長的預(yù)定溫度范圍時，開關(guān)閥7關(guān)閉，泵送裝置6啟動，用于將集中存儲器4中存儲的光合微生物培養(yǎng)液輸送到培養(yǎng)容器3中。在本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，為了保證集中控溫室2具有良好的保熱性能，集中控溫室2的四壁、地板和屋頂可以設(shè)有隔熱/絕熱材料或直接由隔熱/絕熱材料制成，如泡沫、塑料等。這樣，在一些正常情況下，可以僅依靠集中控溫室2材料自身的保溫性能，就能將集中控溫室2內(nèi)的溫度控制在光合微生物能夠耐受的極限溫度范圍內(nèi)，例如5度至40 度，從而實(shí)現(xiàn)零能耗。但是，在某些極端環(huán)境下，例如外界溫度極度過低或過高，這時，就需要在集中控溫室2中增加額外的溫度控制系統(tǒng)，例如，中央空調(diào)、地源熱泵、工業(yè)余熱交換器、暖氣、太陽能集熱器和水簾中的至少一種。這樣，無論外界環(huán)境如何，總可以將集中控溫室2內(nèi)的溫度控制在一個合理的范圍內(nèi)，或者控制在一個恒定的溫度。為了進(jìn)一步提高保溫和控?zé)嵝阅?，在本?shí)用新型的一個實(shí)施例中，集中存儲器4 由絕熱/隔熱材料制成，例如，陶瓷等。另外，在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，集中控溫室2設(shè)置在溫室1內(nèi)的地下，這樣也能夠進(jìn)一步提高集中控溫室2的保溫和控?zé)嵝阅?。但是，請注意，本?shí)用新型不局限于該實(shí)施例，集中控溫室2也可以設(shè)置在地上或設(shè)置在溫室1的外部。為了保證有充足的陽光射入溫室1內(nèi)，在本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，溫室1的至少向陽的一面的墻壁或/和屋頂?shù)牟糠只蛉渴怯赏腹獠牧现瞥?，例如，玻璃或塑料。在本?shí)用新型的一個實(shí)施例中，培養(yǎng)容器3可以為蛇形管式容器、柔性薄膜式容器、板式容器或跑道池式容器中的至少一種。在本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例中，培養(yǎng)容器3中設(shè)置有補(bǔ)光裝置，例如LED燈，用于在外界陽光不足時，向培養(yǎng)容器3中的光合微生物補(bǔ)充光線，促進(jìn)其生長。在本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例中，培養(yǎng)容器3中可以設(shè)置有曝氣裝置，用于攪拌光合微生物培養(yǎng)液和向光合微生物培養(yǎng)液供應(yīng)其生長所需的氣體，例如，CO2氣體。下面將結(jié)合一個具體的應(yīng)用實(shí)例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。實(shí)例本實(shí)例主要針對于北方溫室規(guī)?；⒃屦B(yǎng)殖。溫室1采用玻璃日光溫室，內(nèi)部空間例如可以為500m3、培養(yǎng)容器3例如可以為管式光生物反應(yīng)器，其總?cè)莘e可以為2m3、培養(yǎng)物為微藻、集中控溫室2的總內(nèi)部空間可以為4m3，四周襯有保溫板。集中存儲器4可以為 2. 5m3的糖瓷儲罐。微藻最適生長溫度可以為15°C _25°C，耐受溫度可以為5°C _40°C，以11 月份一個月養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)為例。白天9-10點(diǎn)，玻璃溫室中溫度可達(dá)15°C左右，此時存儲于集中存儲器4中的藻液用泵6經(jīng)由管路5輸送至管式光生物反應(yīng)器3中，在溫室1中進(jìn)行光合作用；下午4-5點(diǎn)鐘溫室1內(nèi)溫度低于15°C，打開閥門7，使藻液在重力作用下，經(jīng)管路5自行流至集中存儲器 4中。集中控溫室2由地源熱泵提供熱量，將藻液溫度控制在10°C左右。次日9-10點(diǎn)玻璃溫室1中溫度上升至微藻生長的適宜溫度后，再將集中存儲器4中的藻液泵入溫室1中的光生物反應(yīng)器3中進(jìn)行養(yǎng)殖。與對照組(采用熱泵空調(diào)供暖，溫度始終維持在20°C左右)相比，集中供暖方式能耗為對照組的0.5%，產(chǎn)量提高7 %。冬季規(guī)?；叙B(yǎng)殖微藻，相對于現(xiàn)有技術(shù)大大的減小了控溫空間、減小了散熱面積、降低了熱傳導(dǎo)系數(shù)，降低了供暖熱量向環(huán)境勢能方向的轉(zhuǎn)化，降低了供暖能耗，從而近一步降低微藻的養(yǎng)殖成本；另一方面，黑暗、低溫、高溶氧環(huán)境對微藻呼吸作用具有抑至作用，有利于培養(yǎng)物生物量的積累。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型包含一個集中控溫室，位于溫室內(nèi)的地下，用于在溫室外界溫度低于藻液適宜生長溫度時為藻液集中保溫或控溫。2、包含集中存儲器，位于集中控溫室內(nèi)，用于集中存儲保溫或控溫過程中的藻液。3、本發(fā)明將培養(yǎng)物收集在一起集中供暖和制冷，避免對培養(yǎng)物所處環(huán)境的能量輸入，能量的利用更有效。4、將培養(yǎng)物收集在一起，置于黑暗、低溫、高溶氧環(huán)境中有效抑至培養(yǎng)物呼吸作用，增加培養(yǎng)物生物量積累。雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了說明，但是附圖中公開的實(shí)施例旨在對本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行示例性說明，而不能理解為對本實(shí)用新型的一種限制。[0055] 雖然本總體實(shí)用新型構(gòu)思的一些實(shí)施例已被顯示和說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體實(shí)用新型構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對這些實(shí)施例做出改變，本實(shí)用新型的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。
權(quán)利要求1.一種光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，包括培養(yǎng)容器(3)，其特征在于，所述光合微生物培養(yǎng)設(shè)備還包括集中控溫室⑵；設(shè)置在所述集中控溫室( 內(nèi)的集中存儲器G)，所述集中存儲器(4)通過管路(5)與所述培養(yǎng)容器C3)連通，在培養(yǎng)容器(3)的外部環(huán)境溫度超出適宜光合微生物生長的預(yù)定溫度范圍時，培養(yǎng)容器(3)中的光合微生物培養(yǎng)液經(jīng)由所述管路( 流到所述集中存儲器(4)中；和設(shè)置在所述管路( 上的泵送裝置(6)，在培養(yǎng)容器( 的外部環(huán)境溫度位于適宜光合微生物生長的預(yù)定溫度范圍時，所述泵送裝置(6)將所述集中存儲器中存儲的光合微生物培養(yǎng)液輸送到所述培養(yǎng)容器(3)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述培養(yǎng)容器C3)放置在室內(nèi)或室外。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述培養(yǎng)容器C3)放置在溫室(1)內(nèi)，并且所述集中控溫室O)內(nèi)的空間小于所述溫室(1)內(nèi)的空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述培養(yǎng)容器(3)的位置高于所述集中存儲器(4)的位置，并且在所述管路(5)上設(shè)置有開關(guān)閥(7)，當(dāng)開關(guān)閥(7)打開時，所述培養(yǎng)容器(3)中的光合微生物培養(yǎng)液能夠依靠自重經(jīng)由所述管路(5)自動流回到所述集中存儲器(4)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述集中控溫室O)的四壁、地板和屋頂設(shè)有隔熱/絕熱材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述集中控溫室O)內(nèi)設(shè)有溫度控制系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)、地源熱泵、工業(yè)余熱交換器、暖氣、太陽能集熱器和水簾中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述集中控溫室(2)設(shè)置在所述溫室(1)內(nèi)的地下。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述溫室的至少向陽的一面的墻壁或/和屋頂?shù)牟糠只蛉渴怯赏腹獠牧现瞥伞?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述培養(yǎng)容器C3)為蛇形管式容器、柔性薄膜式容器、板式容器或跑道池式容器中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述培養(yǎng)容器C3)中設(shè)置有曝氣裝置，用于攪拌所述光合微生物培養(yǎng)液和向所述光合微生物培養(yǎng)液供應(yīng)其生長所需的氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，其特征在于所述集中存儲器由隔熱/絕熱材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種光合微生物培養(yǎng)設(shè)備，包括培養(yǎng)容器。其中，所述光合微生物培養(yǎng)設(shè)備還包括集中控溫室；設(shè)置在所述集中控溫室內(nèi)的集中存儲器，所述集中存儲器通過管路與所述培養(yǎng)容器連通，在培養(yǎng)容器的外部環(huán)境溫度超出適宜光合微生物生長的預(yù)定溫度范圍時，培養(yǎng)容器中的光合微生物培養(yǎng)液經(jīng)由所述管路流到所述集中存儲器中；和設(shè)置在所述管路上的泵送裝置，在培養(yǎng)容器的外部環(huán)境溫度位于適宜光合微生物生長的預(yù)定溫度范圍時，所述泵送裝置將所述集中存儲器中存儲的光合微生物培養(yǎng)液輸送到所述培養(yǎng)容器中。本實(shí)用新型減小了控溫空間、節(jié)約了能量。
文檔編號C12M1/38GK202322848SQ20112045558
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者仵浩, 王明利, 王琳 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司