專利名稱：一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微藻生物工程領(lǐng)域，尤其是一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置。
背景技術(shù)：
微藻是一類在全球水體廣泛分布，營(yíng)養(yǎng)豐富、光合利用度高的浮游植物。微藻光合效率極高，生長(zhǎng)迅速，通過(guò)微藻光合作用每年固定的二氧化碳占全球二氧化碳固定量的40%以上，制造出大約50%的大氣中的氧氣。同時(shí)，微藻細(xì)胞代謝產(chǎn)生豐富的多糖、蛋白質(zhì)、色素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使其在食品、醫(yī)藥、基因工程、能源、新材料和環(huán)境治理等領(lǐng)域具有很好的開發(fā)前景。近年來(lái)，微藻在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中多采用室內(nèi)外開放池式培育，這種生產(chǎn)模式存在占地大、生產(chǎn)不穩(wěn)定、易污染、培養(yǎng)效率低等問(wèn)題，尤其是將微藻作為食品在加工過(guò)程中，不可避免的重金屬污染和有機(jī)殘留大大降低了食品的安全性，嚴(yán)重制約了微藻產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。取而代之的是新興的密閉式光生物反應(yīng)器，包括:1、管道式反應(yīng)器，2、板式反應(yīng)器，3、光纖反應(yīng)器，4、發(fā)光二極管反應(yīng)器等。其中，管道式反應(yīng)器以更好的產(chǎn)能、控制性、低能耗，高質(zhì)量和產(chǎn)品安全性等優(yōu)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)最為突出，將成為未來(lái)密閉式微藻養(yǎng)殖技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。微藻產(chǎn)業(yè)突出的資源再生性，使其被定義為一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，因此對(duì)微藻養(yǎng)殖的安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境性提出了更高要求。微藻生長(zhǎng)繁殖的必要元素有很多，除光照、營(yíng)養(yǎng)外對(duì)其影響最大的是溫度。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)微藻的最適生長(zhǎng)溫度在20-3(TC，低溫可使微藻生長(zhǎng)繁殖減緩至停止，生產(chǎn)效率低下；高溫抑制微藻生理活性，使其生長(zhǎng)繁殖能力降低，更可能造成微藻死亡，導(dǎo)致整個(gè)培養(yǎng)失敗。高溫對(duì)微藻規(guī)?；B(yǎng)殖的破壞遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低溫造成的影響。因此，溫度控制被大規(guī)模應(yīng)用于規(guī)模化養(yǎng)殖微藻，成為·微藻養(yǎng)殖必須的一個(gè)配套環(huán)節(jié)。目前，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)管道式微藻反應(yīng)器均采取噴淋方式來(lái)解決溫度控制問(wèn)題，噴淋水霧化效果好，噴灑面積大，容易揮發(fā)，難以回收循環(huán)利用，造成了巨大的水資源浪費(fèi)。以南方為例，每年5-10月需要降溫，為控制培養(yǎng)溫度低于30°C，每天至少噴淋5小時(shí)以上。以此計(jì)算，一個(gè)規(guī)模為1000噸培養(yǎng)量的微藻養(yǎng)殖廠，每天需要冷卻用水為570噸(每月17100噸，每年85500噸)。若此部分水使用循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用，則每年節(jié)水8萬(wàn)多立方米。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種微藻養(yǎng)殖過(guò)程中用于循環(huán)控制溫度的管道式光反應(yīng)器，使微藻在恒溫條件下進(jìn)行養(yǎng)殖。一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置，包括循環(huán)進(jìn)液管、循環(huán)出液管、連接管、套管接頭、法蘭盤、光反應(yīng)管、溫控管、溫控進(jìn)液管、溫控出液管、閥門、循環(huán)泵、溫控循環(huán)管、循環(huán)罐、進(jìn)液管、排液管、進(jìn)氣管、排氣管；其特征在于循環(huán)罐頂部連接進(jìn)液管，其側(cè)壁上部(或頂部)設(shè)置有排氣管，側(cè)壁通過(guò)法蘭盤與循環(huán)出液管連接，底部連接排液管，進(jìn)氣管與循環(huán)罐底部連接，循環(huán)泵通過(guò)閥門分別與排液管和循環(huán)進(jìn)液管連接；循環(huán)進(jìn)液管、連接管、套管接頭、法蘭盤、光反應(yīng)管、循環(huán)出液管構(gòu)成管道式反應(yīng)器，循環(huán)泵、連接管、溫控進(jìn)液管、溫控管、溫控出液管、溫控循環(huán)管、閥門構(gòu)成循環(huán)溫控系統(tǒng)；溫控管管口直徑小于光反應(yīng)管管口直徑，溫控管穿過(guò)套管接頭和光反應(yīng)管內(nèi)部分別與溫控進(jìn)液管和溫控出液管連接，與套管接頭、光反應(yīng)管形成空腔結(jié)構(gòu)；兩個(gè)套管接頭通過(guò)法蘭盤分別連接在光反應(yīng)管兩端，兩個(gè)光反應(yīng)管之間通過(guò)兩個(gè)套管接頭相連接成“U”型結(jié)構(gòu)；所述循環(huán)進(jìn)液管通過(guò)連接管與套管接頭一端相連，套管接頭通過(guò)法蘭盤與光反應(yīng)管連接，循環(huán)出液管也通過(guò)連接管與套管接頭和光反應(yīng)管連接；所述溫控進(jìn)液管通過(guò)連接管與循環(huán)泵和閥門相連，溫控循環(huán)管直接將溫控出液管與溫控進(jìn)液管相連；所述連接管可改變?yōu)閺澒?，可改變與其連接實(shí)體的方向。使用時(shí)，微藻藻液從循環(huán)進(jìn)液管進(jìn)入，經(jīng)連接管和套管接頭到達(dá)溫控管、套管接頭和光反應(yīng)管形成的空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)，通過(guò)光照培養(yǎng)養(yǎng)殖后經(jīng)循環(huán)出液管排出；微藻藻液在培養(yǎng)養(yǎng)殖過(guò)程中需要控制溫度，循環(huán)液經(jīng)循環(huán)泵加壓從溫控進(jìn)液管進(jìn)入溫控管，通過(guò)溫控管外壁與微藻藻液接觸控制溫度后從循環(huán)出液管排出，溫控循環(huán)管將已排出的循環(huán)液再次輸入溫控進(jìn)液管進(jìn)行循環(huán)利用，溫控出液管一端可連接循環(huán)液處理設(shè)備。優(yōu)選的，所述光反應(yīng)管兩端為法蘭盤，所述套管接頭為三通管且一端設(shè)置法蘭盤，光反應(yīng)管與套管接頭通過(guò)法蘭盤緊密連接。優(yōu)選的，所述溫控管外徑與光反應(yīng)管的內(nèi)徑之間的間距為10_50mm，溫控管材質(zhì)為玻璃。優(yōu)選的，所述溫控管與光反 應(yīng)管至少為I個(gè)，多個(gè)光反應(yīng)管經(jīng)套管接頭連接構(gòu)成S型。優(yōu)選的，所述循環(huán)液為溫度范圍在10°C 50°C的水。優(yōu)選的，所述光反應(yīng)管、溫控管、循環(huán)進(jìn)液管、循環(huán)出液管、溫控進(jìn)液管、溫控出液管、溫控循環(huán)管上設(shè)置有溫度感應(yīng)器，如:電子溫度計(jì)。優(yōu)選的，所述溫控進(jìn)液管、溫控出液管、溫控循環(huán)管上設(shè)置有閥門。優(yōu)選的，所述套管接頭可選用塑料、玻璃或不銹鋼金屬材質(zhì)，光反應(yīng)管與套管接頭連接的法蘭盤可替換為膠套或粘合方式連接。本發(fā)明提供了一種大規(guī)模微藻養(yǎng)殖過(guò)程中微藻養(yǎng)殖和溫度控制的裝置，其內(nèi)置式溫控管道既能保障管道反應(yīng)器的光通量，以改善微藻光合作用效率和培養(yǎng)效率，又能有效控制微藻養(yǎng)殖過(guò)程中的溫度以滿足微藻生長(zhǎng)和季節(jié)變化的要求。更重要的是，循環(huán)控溫裝置水循環(huán)再利用方法大大減少水資源的浪費(fèi)，并降低微藻綜合生產(chǎn)成本。本發(fā)明適用于所有管道式微藻培養(yǎng)裝置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下效果和優(yōu)點(diǎn):1、節(jié)約并充分利用水資源，經(jīng)過(guò)熱交換的水經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)反復(fù)使用；2、可以冷卻和升溫，應(yīng)對(duì)大規(guī)模微藻養(yǎng)殖的季節(jié)性變化；3、溫控管道與培養(yǎng)液直接接觸，熱交換面積大，溫控效果好；4、實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)藻液和溫控液的溫度變化，加上部分和整體控溫切換操作簡(jiǎn)便，便于溫度微調(diào)，精確量化控溫；[0025]5、內(nèi)置透明溫控管道，不影響微藻光合效率；6、采用地下蓄水池冷卻方法，無(wú)能耗；7、可與任意熱/冷源對(duì)接兼容，增強(qiáng)了反應(yīng)器裝置的擴(kuò)展性。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中:


圖1是本發(fā)明一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置中內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置中光反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置中溫控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置中光反應(yīng)管的軸測(cè)圖；圖5是本發(fā)明一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置中套管接頭的軸測(cè)圖；圖6是本發(fā)明一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置中套管連接關(guān)系的軸測(cè)圖；圖7是本發(fā)明一種內(nèi)置溫控 的管道式反應(yīng)器的微藻養(yǎng)殖裝置的立體圖；以上附圖中所示標(biāo)注為:I循環(huán)出液管、2循環(huán)進(jìn)液管、3連接管、4套管接頭、5法蘭盤、6光反應(yīng)管、7溫控管、8溫控進(jìn)液管、9溫控出液管、10閥門、11循環(huán)泵、12溫控循環(huán)管、13循環(huán)罐、14進(jìn)液管、15排液管、16進(jìn)氣管、17排氣管。
具體實(shí)施方式
—種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置，如圖7所示，包括循環(huán)進(jìn)液管、循環(huán)出液管、連接管、套管接頭、法蘭盤、光反應(yīng)管、溫控管、溫控進(jìn)液管、溫控出液管、閥門、循環(huán)泵、溫控循環(huán)管、循環(huán)罐、進(jìn)液管、排液管、進(jìn)氣管、排氣管；其特征在于循環(huán)罐頂部連接進(jìn)液管，其側(cè)壁上部(或頂部)設(shè)置有排氣管，側(cè)壁通過(guò)法蘭盤與循環(huán)出液管連接，底部連接排液管，進(jìn)氣管與循環(huán)罐底部連接，循環(huán)泵通過(guò)閥門分別與排液管和循環(huán)進(jìn)液管連接；如
圖1所示，循環(huán)進(jìn)液管、連接管、套管接頭、法蘭盤、光反應(yīng)管、循環(huán)出液管構(gòu)成管道式反應(yīng)器，循環(huán)泵、連接管、溫控進(jìn)液管、溫控管、溫控出液管、溫控循環(huán)管、閥門構(gòu)成循環(huán)溫控系統(tǒng)；溫控管管口直徑小于光反應(yīng)管管口直徑，溫控管穿過(guò)套管接頭和光反應(yīng)管內(nèi)部分別與溫控進(jìn)液管和溫控出液管連接，與套管接頭、光反應(yīng)管形成空腔結(jié)構(gòu)；兩個(gè)套管接頭通過(guò)法蘭盤分別連接在光反應(yīng)管兩端，兩個(gè)光反應(yīng)管之間通過(guò)兩個(gè)套管接頭相連接成“U”型結(jié)構(gòu)；所述循環(huán)進(jìn)液管通過(guò)連接管與套管接頭一端相連，套管接頭通過(guò)法蘭盤與光反應(yīng)管連接，循環(huán)出液管也通過(guò)連接管與套管接頭和光反應(yīng)管連接；所述溫控進(jìn)液管通過(guò)連接管與循環(huán)泵和閥門相連，溫控循環(huán)管直接將溫控出液管與溫控進(jìn)液管相連；[0040]所述連接管可改變?yōu)閺澒?，可改變與其連接實(shí)體的方向。如圖2所示，微藻藻液從循環(huán)進(jìn)液管進(jìn)入，經(jīng)連接管和套管接頭到達(dá)溫控管、套管接頭和光反應(yīng)管形成的空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)，通過(guò)光照培養(yǎng)養(yǎng)殖后經(jīng)循環(huán)出液管排出。微藻藻液在培養(yǎng)養(yǎng)殖過(guò)程中需要控制溫度，如圖3所示，循環(huán)液經(jīng)循環(huán)泵加壓從溫控進(jìn)液管進(jìn)入溫控管，通過(guò)溫控管外壁與微藻藻液接觸控制溫度后從循環(huán)出液管排出，溫控循環(huán)管將已排出的循環(huán)液再次輸入溫控進(jìn)液管進(jìn)行循環(huán)利用，循環(huán)出液管一端可連接循環(huán)液處理設(shè)備。如圖4所示，光反應(yīng)管兩端設(shè)置有法蘭盤；如圖5所示，連接套管為三通管；如圖6所示，連接套管一端的法蘭盤與光反應(yīng)管一端的法蘭盤連接，一端的管口口徑與溫控管的外徑一致，兩個(gè)連接套管通過(guò)頂部管口相連通，連接套管可以溫控管為中軸旋轉(zhuǎn)任意角度相互連接。如圖7所示，循環(huán)罐作為培養(yǎng)液循環(huán)緩沖和氣體交換空間；循環(huán)罐上設(shè)有排氣口、進(jìn)液口、排液口和閥門，進(jìn)液口與進(jìn)液管連接，用于注入藻液、營(yíng)養(yǎng)液和水；排液口與排液管連接，用于收獲藻液、排除殘留或清洗后的液體，進(jìn)液管和排液管上設(shè)有閥門。供氣管和排氣管作為微藻培養(yǎng)過(guò)程中的氣體控制管路，其中供氣管與氣源相連、供氣管上可設(shè)置流量計(jì)和閥門，進(jìn)氣口與排液管連接，位于與循環(huán)罐底部，氣體通過(guò)循環(huán)罐內(nèi)藻液與藻液接觸進(jìn)行氣體交換(二氧化碳和藻液產(chǎn)生的氧氣交換)，所產(chǎn)生的氧氣由循環(huán)罐頂部的排氣管排出。使用時(shí)，所述光反應(yīng)管兩端為法蘭盤，所述套管接頭為三通管且一端設(shè)置法蘭盤，光反應(yīng)管與套管接頭通過(guò)法蘭盤緊密連接。使用時(shí)，所述溫控管外徑與光反應(yīng)管的內(nèi)徑之間的間距為10_50mm，溫控管材質(zhì)為
玻璃。 使用時(shí)，所述溫控管與光反應(yīng)管至少為I個(gè)，多個(gè)光反應(yīng)管經(jīng)套管接頭連接構(gòu)成S型。使用時(shí)，所述循環(huán)液為溫度范圍在10°C 50°C的水，控制藻液溫度在20°C 30°C。使用時(shí)，所述光反應(yīng)管、溫控管、循環(huán)進(jìn)液管、循環(huán)出液管、溫控進(jìn)液管、溫控出液管、溫控循環(huán)管上設(shè)置有溫度感應(yīng)器，如:電子溫度計(jì)。 使用時(shí)，所述溫控進(jìn)液管、溫控出液管、溫控循環(huán)管上設(shè)置有閥門。使用時(shí)，所述套管接頭可選用塑料、玻璃或不銹鋼金屬材質(zhì)，光反應(yīng)管與套管接頭連接的法蘭盤可替換為膠套或粘合方式連接。本發(fā)明采用部分循環(huán)和整體循環(huán)相結(jié)合的方式進(jìn)行循環(huán)控溫，提供了操作選擇性和生產(chǎn)管理的靈活性。藻液的溫度是指不同微藻的最佳生長(zhǎng)溫度，如:雨生紅球藻最佳生長(zhǎng)溫度為2(T25°C，螺旋藻最佳的生長(zhǎng)溫度為30 37°C，小球藻最佳的生長(zhǎng)溫度為20_23°C，高溫或低溫都會(huì)使微藻生長(zhǎng)緩慢、培養(yǎng)周期延長(zhǎng)、生產(chǎn)效率迅速下降或者導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。實(shí)施例1:冷卻降溫在室溫下進(jìn)行微藻培養(yǎng)時(shí)，藻液、營(yíng)養(yǎng)液和水從循環(huán)進(jìn)液管進(jìn)入，經(jīng)連接管和連接套管后注入并充滿光反應(yīng)管，通過(guò)光照培養(yǎng)養(yǎng)殖后經(jīng)循環(huán)出液管排出。在向循環(huán)進(jìn)液管輸送藻液、營(yíng)養(yǎng)液和水的同時(shí)在循環(huán)罐內(nèi)(底部)注入一定量的二氧化碳?xì)怏w，微藻在光反應(yīng)管中進(jìn)行光合作用，藻液吸收太陽(yáng)熱量，使光反應(yīng)管與溫控管間腔體內(nèi)藻液的溫度持續(xù)升高。當(dāng)溫度感應(yīng)器感知光反應(yīng)管內(nèi)藻液或溫控管內(nèi)循環(huán)液的溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)，打開閥門使循環(huán)泵將冷水輸送至溫控進(jìn)液管，溫控進(jìn)液管分流輸送至各個(gè)溫控管，在溫控管中與光反應(yīng)管內(nèi)的藻液進(jìn)行熱交換，使光反應(yīng)管內(nèi)的藻液降溫后從溫控出液管排出。溫控出液管的端部連接冷卻水源，可使用輔助冷卻設(shè)備冷卻循環(huán)水，也可使用地下蓄水池作為冷卻設(shè)備冷卻水。當(dāng)循環(huán)泵使用輔助冷卻設(shè)備冷卻循環(huán)水時(shí)，溫控循環(huán)管與輔助冷卻設(shè)備相連，循環(huán)水從循環(huán)排液管排出后，經(jīng)輔助冷卻設(shè)備冷卻后由循環(huán)泵再次輸送至溫控進(jìn)液管，然后分流進(jìn)入溫控管，冷卻水與光反應(yīng)管和溫控管形成空腔中的藻液進(jìn)行熱交換，使藻液降溫冷卻，冷卻水溫度升高，升溫后的冷卻水輸送至溫控出液管，再由溫控出液管輸送至輔助冷卻設(shè)備，完成整個(gè)循環(huán)冷卻過(guò)程；當(dāng)循環(huán)泵使用地下蓄水池冷卻循環(huán)水時(shí)，溫控循環(huán)管與地下蓄水池相連，冷卻水從地下蓄水池抽出，經(jīng)循環(huán)泵輸送至溫控進(jìn)液管，然后分流進(jìn)入溫控管，冷卻水與光反應(yīng)管和溫控管形成空腔中的藻液進(jìn)行熱交換，使藻液降溫冷卻，冷卻水溫度升高，升溫后的冷卻水輸送至溫控出液管，經(jīng)連接管和溫控出液管回流入地下蓄水池，完成整個(gè)循環(huán)冷卻過(guò)程。觀察位于溫控進(jìn)液管和溫控出液管內(nèi)的溫度感應(yīng)器，監(jiān)測(cè)藻液和冷卻水的實(shí)時(shí)溫度變化。根據(jù)藻液溫度要求和生產(chǎn)管理需要，可在溫控循環(huán)管和溫控出液管的端部設(shè)置閥門，即可采取開啟溫控出液管閥門和關(guān)閉溫控循環(huán)管閥門，結(jié)合地下蓄水池的結(jié)構(gòu)連通形成整體循環(huán)冷卻；也可采取關(guān)閉溫控出液管閥門和開啟溫控循環(huán)管閥門，切換成部分循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)，此時(shí)冷卻水不與地下蓄水池水交換，而是反復(fù)在溫控系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。利用熱交換原理和比熱容參數(shù)，可根據(jù)光生物反應(yīng)器的培養(yǎng)容量和溫度控制要求設(shè)計(jì)地下蓄水池的容量，以使冷卻水在地下蓄水池中降溫(熱交換)總量大于在管道反應(yīng)器中(升溫)熱交換總量，即能實(shí)現(xiàn)持續(xù)循環(huán)冷卻。實(shí)施例2:加熱升溫在低溫下進(jìn)行微藻培養(yǎng)時(shí)，當(dāng)外界環(huán)境的溫度不能為微藻的生長(zhǎng)提供適宜溫度，便需要加熱升溫使微藻在恒溫下進(jìn)行培養(yǎng)。藻液、營(yíng)養(yǎng)液和水從循環(huán)進(jìn)液管進(jìn)入，經(jīng)連接管和連接套管后充滿光反應(yīng)管，通過(guò)光照培養(yǎng)養(yǎng)殖后經(jīng)循環(huán)出液管排出。在向循環(huán)進(jìn)液管輸送藻液、營(yíng)養(yǎng)液和水的同時(shí)在循環(huán)罐內(nèi)(底部)注入一定量的二氧化碳?xì)怏w，這時(shí)，光反應(yīng)管中的藻液不斷向環(huán)境釋 放熱量，藻液溫度持續(xù)降低，微藻生產(chǎn)效率下降或停止生長(zhǎng)。當(dāng)溫度感應(yīng)器感知光反應(yīng)管內(nèi)藻液或溫控管內(nèi)循環(huán)液的溫度低于設(shè)定的溫度時(shí)，打開閥門使循環(huán)泵將溫水輸送至溫控進(jìn)液管，溫控進(jìn)液管分流輸送至各個(gè)溫控管，在溫控管中與光反應(yīng)管內(nèi)的藻液進(jìn)行熱交換，使光反應(yīng)管內(nèi)的藻液升溫后從溫控出液管排出。溫控出液管的端部連接溫水水源，可選用輔助加熱設(shè)備加熱循環(huán)水，當(dāng)循環(huán)泵使用輔助加熱設(shè)備加熱循環(huán)水時(shí)，溫控循環(huán)管與輔助加熱設(shè)備相連，循環(huán)水從溫控出液管排出后，經(jīng)輔助加熱設(shè)備加熱后由循環(huán)泵再次輸送至溫控進(jìn)液管，然后分流進(jìn)入溫控管，溫水與光反應(yīng)管和溫控管形成空腔中的藻液進(jìn)行熱交換，使藻液加熱升溫，循環(huán)液水溫度降低，降溫后的循環(huán)水輸送至溫控出液管，再由溫控出液管輸送至輔助加熱設(shè)備，完成整個(gè)循環(huán)升溫過(guò)程。輔助加熱設(shè)備包括鍋爐、電熱水器或利用工業(yè)尾氣及排放的余熱作為熱源加熱循環(huán)水。熱源須設(shè)置調(diào)節(jié)功率或熱量的裝置、溫度感應(yīng)器、高溫預(yù)警器等以嚴(yán)格控制加熱水溫不超過(guò)微藻生長(zhǎng)的最大承受范圍。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置，包括循環(huán)進(jìn)液管、循環(huán)出液管、連接管、套管接頭、法蘭盤、光反應(yīng)管、溫控管、溫控進(jìn)液管、溫控出液管、閥門、循環(huán)泵、溫控循環(huán)管、循環(huán)罐、進(jìn)液管、排液管、進(jìn)氣管、排氣管；其特征在于循環(huán)罐頂部連接進(jìn)液管，其側(cè)壁上部設(shè)置有排氣管，側(cè)壁通過(guò)法蘭盤與循環(huán)出液管連接，底部連接排液管，進(jìn)氣管與循環(huán)罐底部連接，循環(huán)泵通過(guò)閥門分別與排液管和循環(huán)進(jìn)液管連接；循環(huán)進(jìn)液管、連接管、套管接頭、法蘭盤、光反應(yīng)管、循環(huán)出液管構(gòu)成管道式反應(yīng)器，循環(huán)泵、連接管、溫控進(jìn)液管、溫控管、溫控出液管、溫控循環(huán)管、閥門構(gòu)成循環(huán)溫控系統(tǒng)；溫控管管口直徑小于光反應(yīng)管管口直徑，溫控管穿過(guò)套管接頭和光反應(yīng)管內(nèi)部分別與溫控進(jìn)液管和溫控出液管連接，與套管接頭、光反應(yīng)管形成空腔結(jié)構(gòu)；兩個(gè)套管接頭通過(guò)法蘭盤分別連接在光反應(yīng)管兩端，兩個(gè)光反應(yīng)管之間通過(guò)兩個(gè)套管接頭相連接成“U”型結(jié)構(gòu)；所述循環(huán)進(jìn)液管通過(guò)連接管與套管接頭一端相連，套管接頭通過(guò)法蘭盤與光反應(yīng)管連接，循環(huán)出液管也通過(guò)連接管與套管接頭和光反應(yīng)管連接；所述溫控進(jìn)液管通過(guò)連接管與循環(huán)泵和閥門相連，溫控循環(huán)管直接將溫控出液管與溫控進(jìn)液管相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置，其特征在于:所述光反應(yīng)管兩端為法蘭盤，所述套管接頭為三通管且一端設(shè)置法蘭盤，光反應(yīng)管與套管接頭通過(guò)法蘭盤緊密連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置，其特征在于:所述溫控管外徑與光反應(yīng)管的內(nèi)徑之間的間距為10-50mm，溫控管材質(zhì)為玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置，其特征在于:所述溫控管與光反應(yīng)管至少為I個(gè)，多個(gè)光反應(yīng)管經(jīng)套管接頭連接構(gòu)成S型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置，其特征在于:所述循環(huán)液為溫度范圍在10°c 50°C的水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置，其特征在于:所述光反應(yīng)管、 溫控管、循環(huán)進(jìn)液管、循環(huán)出液管、溫控進(jìn)液管、溫控出液管、溫控循環(huán)管上設(shè)置有溫度感應(yīng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置，其特征在于:所述溫控進(jìn)液管、溫控出液管、溫控循環(huán)管上設(shè)置有閥門。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種內(nèi)置式循環(huán)溫控系統(tǒng)的管道式光生物反應(yīng)器，其特征在于:所述套管接頭可選用塑料、玻璃或不銹鋼金屬材質(zhì)，光反應(yīng)管與套管接頭連接的法蘭盤可替換為膠套或粘合方式連接。
專利摘要一種內(nèi)置溫控的管道式反應(yīng)器及具有其的微藻養(yǎng)殖裝置，包括循環(huán)進(jìn)液管、循環(huán)出液管、連接管、套管接頭、法蘭盤、光反應(yīng)管、溫控管、溫控進(jìn)液管、溫控出液管、閥門、循環(huán)泵、溫控循環(huán)管、循環(huán)罐、進(jìn)液管、排液管、進(jìn)氣管、排氣管；其特征在于循環(huán)罐頂部連接進(jìn)液管，其側(cè)壁上部(或頂部)設(shè)置有排氣管，側(cè)壁通過(guò)法蘭盤與循環(huán)出液管連接，底部連接排液管，進(jìn)氣管與循環(huán)罐底部連接，循環(huán)泵通過(guò)閥門分別與排液管和循環(huán)進(jìn)液管連接；其內(nèi)置式溫控管道既能保障管道反應(yīng)器的光通量，以改善微藻光合作用效率和培養(yǎng)效率，又能有效控制微藻養(yǎng)殖過(guò)程中的溫度以滿足微藻生長(zhǎng)和季節(jié)變化的要求，循環(huán)控溫裝置水循環(huán)再利用方法大大減少水資源的浪費(fèi)，并降低微藻綜合生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C12M1/38GK203096076SQ2012207438
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者駱野鳴, 文善鐳 申請(qǐng)人:駱野鳴, 文善鐳