一種內(nèi)置光源氣升式內(nèi)環(huán)流光合生物反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種藻類培養(yǎng)裝置，特別涉及一種光合生物反應(yīng)器，具體是一種內(nèi)置光源氣升式內(nèi)環(huán)流光合生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]微藻是一類系統(tǒng)發(fā)生各異、個(gè)體較小、通常為單細(xì)胞或群體的、能進(jìn)行光合作用的低等植物，通常為水生。微藻種類繁多，它們表現(xiàn)為系統(tǒng)發(fā)生的多樣性、遺傳和表型的多樣性、生長(zhǎng)方式的多樣性、生態(tài)多樣性、代謝多樣性、化學(xué)多樣性和生物功能多樣性，此外微藻具有光能轉(zhuǎn)化效率高、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、易于遺傳改良等優(yōu)點(diǎn)，可以對(duì)其進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)。微藻在食品、醫(yī)療保健、化工原料、環(huán)保、能源等領(lǐng)域具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景。
[0003]自然環(huán)境中存在的微藻，在一般情況下，養(yǎng)殖密度低，利用微藻有效生物活性物質(zhì)的效率低，因此，需要在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)微藻品系進(jìn)行改良。目前，實(shí)驗(yàn)室能用于微藻培養(yǎng)裝置產(chǎn)品較少，缺少針對(duì)性的微藻培養(yǎng)容器，常規(guī)的培養(yǎng)裝置并不能滿足微藻培養(yǎng)最適條件的要求。如有的培養(yǎng)裝置采用葉片栗作為循環(huán)動(dòng)力，微藻循環(huán)經(jīng)過葉片栗位置時(shí)容易受損；而現(xiàn)有的培養(yǎng)裝置大多不設(shè)置光源，或者光源設(shè)置無(wú)法滿足微藻培養(yǎng)光和作用的需求，只能通過在培養(yǎng)裝置之外的增加額外的光源照射滿足光合作用需求，光能利用率低，且對(duì)于培養(yǎng)裝置內(nèi)的微藻來(lái)說(shuō)光照不均勻，影響整體培養(yǎng)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的培養(yǎng)裝置難以滿足微藻培養(yǎng)需求的問題，提供一種內(nèi)置光源氣升式內(nèi)環(huán)流光合生物反應(yīng)器。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種內(nèi)置光源氣升式內(nèi)環(huán)流光合生物反應(yīng)器，包括容納培養(yǎng)液的外筒，外筒為一封閉容器，所述外筒的內(nèi)部設(shè)有上下貫通的導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒上端高度位于培養(yǎng)液液面之下，導(dǎo)流筒下端高于外筒的底面，使導(dǎo)流筒的內(nèi)側(cè)空間和外側(cè)空間在上下兩端分別連通，所述外筒的頂部設(shè)有進(jìn)氣管和排氣管，進(jìn)氣管底端插入至導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè)的底端，進(jìn)氣管的底端連接有進(jìn)氣散布盤，進(jìn)氣散布盤上均勻分布進(jìn)氣孔，排氣管的底端位于培養(yǎng)面液面之上，所述外筒的頂部還設(shè)有進(jìn)液管和取液管，進(jìn)液管和取液管均位于導(dǎo)流筒的外側(cè)。進(jìn)氣管為微藻光合作用提供二氧化碳，排氣管排出培養(yǎng)液上方的氣體形成氣流循環(huán)。設(shè)置在外筒內(nèi)部中心的導(dǎo)流筒將外筒內(nèi)部空間分隔成導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個(gè)空間，導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè)空間和外側(cè)空間又在頂端和底端相互連通。進(jìn)氣管插入到導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè)的底端，并通過進(jìn)氣散布盤進(jìn)氣，氣體在導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè)空間呈上升運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè)空間的培養(yǎng)液向上流動(dòng)，從而帶動(dòng)導(dǎo)流筒外側(cè)空間培養(yǎng)液向下流動(dòng)，形成循環(huán)，使微藻均勻散布在培養(yǎng)液中與培養(yǎng)液充分接觸。而且相比多個(gè)獨(dú)立筒體之間采用管道連接的循環(huán)，本裝置采用導(dǎo)流筒的結(jié)構(gòu)對(duì)外筒內(nèi)空間進(jìn)行劃分，循環(huán)死角小，能充分帶動(dòng)所有培養(yǎng)液循環(huán)。定時(shí)從取液管抽取培養(yǎng)液樣品進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)微藻培養(yǎng)密度達(dá)到一定的程度后，通過取液管將富含微藻的培養(yǎng)液抽出，并從進(jìn)液管補(bǔ)充新的培養(yǎng)液使微藻培養(yǎng)密度降低，進(jìn)入下一個(gè)培養(yǎng)周期。進(jìn)液管和取液管均設(shè)置在導(dǎo)流筒外側(cè)，進(jìn)液時(shí)，培養(yǎng)液會(huì)產(chǎn)生向下的沖擊力，與導(dǎo)流筒外側(cè)培養(yǎng)液的流動(dòng)方向一致，抽液時(shí)，可以避免將進(jìn)氣管進(jìn)氣抽到取液管中。
[0006]作為優(yōu)選，所述排氣管上設(shè)有單向壓力閥門，單向壓力閥在外筒內(nèi)氣壓與外界氣壓達(dá)到設(shè)定差值時(shí)自動(dòng)打開。排氣管單向排氣，防止外界氣體反充到外筒內(nèi)，尤其是在抽液過程中，外筒內(nèi)形成負(fù)壓，此時(shí)只能通過進(jìn)氣管補(bǔ)充經(jīng)過過濾的氣體，避免外界空氣從排氣管反充。
[0007]作為優(yōu)選，所述進(jìn)液管底端位于培養(yǎng)液的液面之上。
[0008]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)流筒為透明筒體，導(dǎo)流筒筒壁上均勻嵌設(shè)有發(fā)光體，發(fā)光體連接有設(shè)置在外筒外部的控制裝置。導(dǎo)流筒作為內(nèi)置在外筒內(nèi)部的光源，外筒內(nèi)的培養(yǎng)液環(huán)繞導(dǎo)流筒形成循環(huán)，能充分、均勻利用光能，避免外置光源導(dǎo)致光照側(cè)光能飽和、而背光側(cè)光能不足的現(xiàn)象，保證培養(yǎng)效率，提高產(chǎn)能。而且能充分利用光源的熱能，對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行一定的加溫，提高光合作用效率。外筒也可以設(shè)置為透明的筒體，方便監(jiān)控培養(yǎng)狀況。
[0009]作為優(yōu)選，嵌設(shè)在導(dǎo)流筒筒壁上的發(fā)光體為光導(dǎo)纖維，各光導(dǎo)纖維上端集束后連接設(shè)置在外筒外側(cè)的可調(diào)光源。光源通過集束后的光纖傳導(dǎo)，將光能傳遞到導(dǎo)流筒內(nèi)嵌的光導(dǎo)纖維，使導(dǎo)流筒發(fā)光提供微藻光和作用的光源。
[0010]作為優(yōu)選，所述外筒為豎直設(shè)置的圓筒，外筒的上端和下端分別通過上蓋和下蓋封閉，上蓋、下蓋和外筒端部之間設(shè)有密封圈。外筒采用上下端開口的筒體，與上蓋、下蓋配合形成密封，便于組件的拆裝和清洗。
[0011]作為優(yōu)選，所述下蓋上端面向上設(shè)有若干支撐架，所述導(dǎo)流筒的底端固定在支撐架上，支撐架之間留有培養(yǎng)液流動(dòng)的間隙。
[0012]作為優(yōu)選，所述上蓋下端面向下設(shè)有若干限位架，所述限位架抵靠導(dǎo)流筒上端內(nèi)側(cè)的環(huán)周上，限位架之間留有培養(yǎng)液流動(dòng)的間隙。
[0013]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)流筒筒壁上貼設(shè)有溫度傳感器。
[0014]本發(fā)明采用進(jìn)氣作為驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)液循環(huán)的動(dòng)力，不僅節(jié)能，而且減少了對(duì)微藻的破壞；導(dǎo)流筒內(nèi)嵌光源，使培養(yǎng)液環(huán)繞光源循環(huán)，保證盡可能多的微藻充分并均勻地對(duì)光能形成利用，提高了培養(yǎng)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明導(dǎo)流筒內(nèi)嵌光導(dǎo)纖維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1、外筒，2、導(dǎo)流筒，3、上蓋，4、密封圈，5、限位架，6、下蓋，7、支撐架，8、進(jìn)液管，9、取液管，10、進(jìn)氣管，11、排氣管，12、進(jìn)氣散布盤，13、光纖束，14、光導(dǎo)纖維，15、控制器，16、可調(diào)光源，17、溫度顯不器，18、溫度傳感器，19、培養(yǎng)液液面。
【具體