一種氣泡導(dǎo)向構(gòu)件及微生物培養(yǎng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種氣泡導(dǎo)向構(gòu)件及微生物培養(yǎng)裝置，氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中相對水平面傾斜設(shè)置的至少兩個導(dǎo)向板在豎直方向上依次相連為一個整體，任意兩個相連的導(dǎo)向板相對水平面的傾斜方向相反；至少兩個氣泡導(dǎo)向構(gòu)件在水平方向上間隔排列設(shè)置，使氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中的任意導(dǎo)向板與相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中最接近的導(dǎo)向板在水平面上的投影部分重疊，形成曲折上行通道，得到氣泡導(dǎo)向組件，微生物培養(yǎng)裝置中包含所述氣泡導(dǎo)向組件。本實(shí)用新型的氣泡導(dǎo)向組件為氣泡提供曲折向上的行進(jìn)路徑，有效提高單位體積內(nèi)氣液接觸面積，增加接觸時(shí)間，提高物質(zhì)利用率和微生物培養(yǎng)效率，并且制作方便，組裝方式靈活，易于拆裝和清洗，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】一種氣泡導(dǎo)向構(gòu)件及微生物培養(yǎng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微生物培養(yǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種氣泡導(dǎo)向構(gòu)件及微生物培養(yǎng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在微生物培養(yǎng)過程中，通常需要將氣態(tài)的營養(yǎng)物以氣泡的方式從大氣中或人造氣體儲存容器中傳遞到微生物培養(yǎng)液里，尤其是光合微生物如藻類，需要在存在太陽輻射和例如二氧化碳等富含碳的氣體的情況下、在適當(dāng)營養(yǎng)培養(yǎng)介質(zhì)中生長并進(jìn)行光合作用，因而增加氣態(tài)營養(yǎng)物在微生物培養(yǎng)液里的供應(yīng)有利于微生物的生長。目前，增加氣態(tài)營養(yǎng)物供應(yīng)的方法有三種:第一是增加氣體的傳輸率，把更多的氣體在一定時(shí)間內(nèi)壓入微生物培養(yǎng)環(huán)境中；第二是減小氣泡的直徑，使氣泡可以溶解在培養(yǎng)液中；第三是增加培養(yǎng)器內(nèi)氣泡經(jīng)歷的微生物培養(yǎng)液的高度。這三種方法的缺點(diǎn)是:①都會增加微生物培養(yǎng)過程的能量消耗，從而增加生產(chǎn)成本；②不能把微生物培養(yǎng)器的模式放大到工業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)模；③不能使用只裝少量微生物培養(yǎng)液的微生物培養(yǎng)器進(jìn)行培養(yǎng)，限制了微生物培養(yǎng)器的應(yīng)用
對于微藻培養(yǎng)，現(xiàn)有技術(shù)只能把二氧化碳?xì)怏w與光能同時(shí)提供給一小部分微藻細(xì)胞進(jìn)行光合作用，降低了培養(yǎng)效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種使用安全可靠、能耗低、效率高、制作方便、組裝方式靈活的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件及微生物培養(yǎng)裝置。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種氣泡導(dǎo)向構(gòu)件，其包括至少兩個導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板相對水平面傾斜設(shè)置，所述導(dǎo)向板在豎直方向上依次相連為一個整體，任意兩個相連的導(dǎo)向板相對水平面的傾斜方向相反。
[0006]本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種氣泡導(dǎo)向組件，包括至少兩個如權(quán)利要求1所述的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件，所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件在水平方向上間隔排列設(shè)置，所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中的任意導(dǎo)向板與相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中最接近的導(dǎo)向板在水平面上的投影部分重疊。
[0007]本實(shí)用新型的氣泡導(dǎo)向組件中，在水平方向上相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中曲折相連的導(dǎo)向板之間形成氣泡曲折上行通道，實(shí)現(xiàn)對氣泡行進(jìn)路徑的導(dǎo)向及延長，增加接觸時(shí)間，提高物質(zhì)利用率和效率。本實(shí)用新型的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件可方便地組裝為氣泡導(dǎo)向組件，可根據(jù)微生物培養(yǎng)容器的大小選擇相應(yīng)尺寸及數(shù)量的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件進(jìn)行模塊化組裝，組裝方式靈活，可成倍地提高單位體積內(nèi)氣泡與液體的接觸面積，利于實(shí)現(xiàn)微生物的規(guī)模化培養(yǎng)。
[0008]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述導(dǎo)向板為平面板、弧形板或波浪形板。更優(yōu)選地，所述導(dǎo)向板為平面板，其與水平面的夾角為10?30°。
[0009]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中的任意導(dǎo)向板與相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中最接近的導(dǎo)向板相互平行，以提高單位體積內(nèi)導(dǎo)向板的密集度，提高氣液接觸面積。[0010]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中的任意導(dǎo)向板與相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中最接近的導(dǎo)向板在豎直平面上的投影的高度相等，方便組裝，也利于提高單位體積內(nèi)的氣液接觸面積。
[0011]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述氣泡導(dǎo)向組件中，任意相鄰氣泡導(dǎo)向構(gòu)件之間的水平距離相等，方便組裝。
[0012]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述氣泡導(dǎo)向組件中，還包括分別設(shè)置于所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件頂部和底部的用于固定所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件的固定件。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種微生物培養(yǎng)裝置，包括容器、氣泡發(fā)生裝置和所述氣泡導(dǎo)向組件，所述氣泡發(fā)生裝置和氣泡導(dǎo)向組件設(shè)置在所述容器中，所述氣泡發(fā)生裝置設(shè)置在所述氣泡導(dǎo)向組件的底部。
[0014]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣泡導(dǎo)向組件與容器的內(nèi)壁之間留有供液體流動的間隙。隨著氣泡的上行,氣泡中的氣體物質(zhì)與液體培養(yǎng)介質(zhì)之間發(fā)生物質(zhì)交換，同時(shí)液體培養(yǎng)介質(zhì)也發(fā)生流動，促使物質(zhì)在整個培養(yǎng)環(huán)境中分布均勻，提高培養(yǎng)效率。
[0015]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述容器內(nèi)設(shè)有光源。所述光源設(shè)置于氣泡導(dǎo)向組件上或容器的壁上，為微生物生長提供所需光能。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]本實(shí)用新型提供一種氣泡導(dǎo)向構(gòu)件及微生物培養(yǎng)裝置，由氣泡導(dǎo)向構(gòu)件組成可對氣泡的運(yùn)動進(jìn)行導(dǎo)向的氣泡導(dǎo)向組件，其中，氣泡導(dǎo)向構(gòu)件上的導(dǎo)向板在豎直方向上連接形成曲折向上的結(jié)構(gòu)，與相鄰氣泡導(dǎo)向構(gòu)件的導(dǎo)向板圍成曲折上行通道，使氣泡在通道中沿曲折向上的路徑行進(jìn)，從而成倍地增加了單位體積內(nèi)氣泡與液體的接觸面積及延長了接觸時(shí)間，用于微生物培養(yǎng)裝置中，可使微生物生長所需的氣態(tài)營養(yǎng)物能夠充分地從氣相傳遞到微生物培養(yǎng)液中供微生物生長使用，極大降低了微生物培養(yǎng)過程中的物質(zhì)及能量消耗，提高了培養(yǎng)效率和降低了培養(yǎng)成本，同時(shí)氣泡的曲折向上運(yùn)動過程使氣液攪動頻率增力口，促進(jìn)物質(zhì)均一分布，也利于提高培養(yǎng)效率，同時(shí)氣泡導(dǎo)向構(gòu)件的制作方法簡單，設(shè)計(jì)和組裝方式靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，利于實(shí)現(xiàn)微生物的規(guī)?；囵B(yǎng)，應(yīng)用前景廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為導(dǎo)向板為方形平板時(shí)，由多個氣泡導(dǎo)向構(gòu)件組成的氣泡導(dǎo)向組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是圖1的局部放大圖；
[0020]圖3中，a為圖1的氣泡導(dǎo)向組件中，兩個相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖，b為導(dǎo)向板為波浪形板時(shí)，兩個相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是包括氣泡導(dǎo)向組件的微生物培養(yǎng)箱的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是包括氣泡導(dǎo)向組件的微生物培養(yǎng)箱的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0024]如圖1所示，是導(dǎo)向板為方形平板時(shí)，由多個氣泡導(dǎo)向構(gòu)件組成的氣泡導(dǎo)向組件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的局部放大圖，圖3中，a為圖1的氣泡導(dǎo)向組件中相鄰氣泡導(dǎo)向構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖，b為導(dǎo)向板為波浪形板時(shí)相鄰氣泡導(dǎo)向組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖1及圖2中，氣泡導(dǎo)向組件I由在水平方向上等間隔排列設(shè)置的多個氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11組成，氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11中的導(dǎo)向板110相對水平面傾斜設(shè)置，多個尺寸相同的導(dǎo)向板110在豎直方向上依次固定連接為一個整體，任意相連接的兩個導(dǎo)向板110相對水平面的傾斜方向相反；相鄰氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11中的任意導(dǎo)向板110與相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11中最接近的導(dǎo)向板110在水平面上的投影部分重疊。
[0026]氣泡導(dǎo)向組件I中的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11通過固定件固定，固定件包括固定設(shè)置在氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11兩端的導(dǎo)向板Iio末端的卡條121，及具有多個與卡條121緊配合的卡槽1220的橫條122，在頂部和底部將氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11上的卡條121插入橫條122的卡槽1220中，將氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11固定。固定件及固定方式可以多種多樣，將氣泡導(dǎo)向構(gòu)件固定且不影響導(dǎo)向板間的氣泡行進(jìn)及液體的流動即可。
[0027]如圖3所示，氣泡導(dǎo)向組件中，氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11的導(dǎo)向板110上下依次固定連接為一個整體，呈曲折或波浪構(gòu)型，與相鄰氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11在水平方向上間隔設(shè)置后構(gòu)成曲折上行通道2，在該通道2中，相鄰氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11中的任意導(dǎo)向板110與相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11中最接近的導(dǎo)向板110在水平面上的投影部分重疊，使氣泡3在通道2中交替沿導(dǎo)向板110的下表面曲折上行，實(shí)現(xiàn)對氣泡3行進(jìn)路徑的導(dǎo)向及延長，可有效提高單位體積內(nèi)氣液接觸面積，增加接觸時(shí)間，提高物質(zhì)利用率和微生物培養(yǎng)效率。
[0028]圖1?圖3中，氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11中的導(dǎo)向板110依次固定連接成為一個整體，或者可通過加工的方式制成整體件，如采用塑料材料注塑成型或者采用金屬材料沖壓成型等方式，制作得到氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11后排列組裝即可，方便氣泡導(dǎo)向構(gòu)件110的制作，且組裝方式靈活，易于拆裝和清洗，利于實(shí)現(xiàn)微生物的規(guī)?；囵B(yǎng)。排列組裝后進(jìn)行固定，避免氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11發(fā)生移動。
[0029]在氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11中，導(dǎo)向板110的下表面為氣泡的爬升面，下表面的形狀及其傾斜的角度不限，可以引導(dǎo)受液體壓力或具有一定沖量的氣泡沿下表面上行即可，即氣泡能夠上行而不因受阻礙導(dǎo)致完全停留即可，具體如波浪形、弧形或平面等及幾種形狀的混合均可行。導(dǎo)向板110可為平面板或弧形板或波浪形板，平面板方便制作，而弧形板及波浪形板可以增加氣泡在導(dǎo)向板下表面上的上行路徑長度。導(dǎo)向板110為平面板時(shí)，其與水平面的夾角為10?30°，進(jìn)一步優(yōu)選20°。導(dǎo)向板110為具有一定厚度的氣泡不能穿過的薄板，材質(zhì)為塑料或金屬或玻璃或其它不溶于培養(yǎng)液的物質(zhì)，當(dāng)微生物的生長需進(jìn)行光合作用時(shí)，宜為透光板。
[0030]此外，氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11中的任意導(dǎo)向板110與相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件11中最接近的導(dǎo)向板110相互平行，間距相等，利于提高單位體積內(nèi)導(dǎo)向板110的密集度及氣液接觸面積，并方便制作和組裝。
[0031]如圖4所示，為包括氣泡導(dǎo)向組件的微生物培養(yǎng)裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是微生物培養(yǎng)裝置的立體圖。該裝置包括容器、氣泡發(fā)生裝置6和氣泡導(dǎo)向組件1，氣泡發(fā)生裝置6和氣泡導(dǎo)向組件I設(shè)置在容器中，氣泡發(fā)生裝置6設(shè)置在氣泡導(dǎo)向組件I的底部，微生物裝置還包括氣體導(dǎo)入裝置。
[0032]容器為立方體培養(yǎng)箱，包括箱體41,箱蓋42及設(shè)置于箱體41壁上的排氣口 43,箱體41和箱蓋42分別由塑料或金屬或玻璃或其它材料制成，無特殊限制。容器的形狀不限，還可以為培養(yǎng)罐或培養(yǎng)池等，其中設(shè)置的氣泡導(dǎo)向組件I可以為多個，利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模的微生物培養(yǎng)。
[0033]氣體導(dǎo)入裝置包括配氣器51和進(jìn)氣管道52，進(jìn)氣管道52將氣體導(dǎo)入容器底部的氣室，經(jīng)設(shè)置于氣泡導(dǎo)向組件I的底部的氣泡發(fā)生裝置6在培養(yǎng)液中產(chǎn)生氣泡3，氣泡發(fā)生裝置6可為微孔板或微孔管，在氣泡發(fā)生裝置6與容器底部的氣室之間設(shè)有墊圈7。
[0034]氣泡導(dǎo)向組件I置于容器內(nèi)，容器內(nèi)培養(yǎng)液的高度應(yīng)高于氣泡導(dǎo)向組件I。氣泡導(dǎo)向組件I由多個氣泡導(dǎo)向構(gòu)件在水平方向等間距排列設(shè)置得到，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇氣泡導(dǎo)向構(gòu)件的個數(shù)。氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中的導(dǎo)向板為方形平板，材質(zhì)為透明玻璃，在豎直方向上形成曲折構(gòu)型，相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件形成曲折上行通道，氣泡自氣泡導(dǎo)向組件I底部進(jìn)入，在通道中交替沿導(dǎo)向板下表面曲折上行，直至逸出培養(yǎng)液。
[0035]在氣泡導(dǎo)向組件I與箱體41的內(nèi)壁之間有空間8，供受到氣泡攪動的培養(yǎng)液流動，促進(jìn)物質(zhì)平衡分布，提高培養(yǎng)效率，具體地，氣泡在曲折上行通道中沿導(dǎo)向板下表面曲折上行的同時(shí)，培養(yǎng)液也隨之向上運(yùn)動，在隨氣泡逸出氣泡導(dǎo)向組件I后，沿箱體41與氣泡導(dǎo)向組件I之間的空間8回流至箱體41底部。
[0036]該裝置中，在氣泡導(dǎo)向構(gòu)件的導(dǎo)向板或箱體41內(nèi)壁上安裝有光源如LED燈，能夠把光能投射到氣泡周圍使微生物可同時(shí)獲得進(jìn)行光合作用必需的營養(yǎng)氣體和光能，利于提
高培養(yǎng)效率。
[0037]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氣泡導(dǎo)向構(gòu)件，其特征在于:其包括至少兩個導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板相對水平面傾斜設(shè)置，所述導(dǎo)向板在豎直方向上依次相連為一個整體，任意兩個相連的導(dǎo)向板相對水平面的傾斜方向相反。
2.一種氣泡導(dǎo)向組件，其特征在于:包括至少兩個如權(quán)利要求1所述的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件，所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件在水平方向上間隔排列設(shè)置，所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中的任意導(dǎo)向板與相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中最接近的導(dǎo)向板在水平面上的投影部分重疊。
3.如權(quán)利要求2所述的氣泡導(dǎo)向組件，其特征在于:所述導(dǎo)向板為平面板、弧形板或波浪形板。
4.如權(quán)利要求3所述的氣泡導(dǎo)向組件，其特征在于:所述導(dǎo)向板為平面板，其與水平面的夾角為10?30°。
5.如權(quán)利要求2?4任一項(xiàng)所述的氣泡導(dǎo)向組件，其特征在于:所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中的任意導(dǎo)向板與相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中最接近的導(dǎo)向板相互平行。
6.如權(quán)利要求2?4任一項(xiàng)所述的氣泡導(dǎo)向組件，其特征在于:所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中的任意導(dǎo)向板與相鄰的氣泡導(dǎo)向構(gòu)件中最接近的導(dǎo)向板在豎直平面上的投影的高度相等。
7.如權(quán)利要求2?4任一項(xiàng)所述的氣泡導(dǎo)向組件，其特征在于:任意相鄰氣泡導(dǎo)向構(gòu)件之間的水平距離相等。
8.如權(quán)利要求2?4任一項(xiàng)所述的氣泡導(dǎo)向組件，其特征在于:其還包括分別設(shè)置于所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件頂部和底部的用于固定所述氣泡導(dǎo)向構(gòu)件的固定件。
9.一種微生物培養(yǎng)裝置，其特征在于:包括容器和設(shè)置在所述容器中的氣泡發(fā)生裝置、如權(quán)利要求2所述的氣泡導(dǎo)向組件，所述氣泡發(fā)生裝置設(shè)置在所述氣泡導(dǎo)向組件的底部。
【文檔編號】C12M1/00GK203569084SQ201320614830
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】鐘琦 申請人:鐘琦