一種利用微氣泡持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用微氣泡持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，屬于微藻培養(yǎng)工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]全球工業(yè)化進(jìn)程加速導(dǎo)致能源需求量不斷增加，而傳統(tǒng)化石能源又具有不可再生性，儲量在日益減少。根據(jù)相關(guān)專家估計(jì)，石油還可以持續(xù)開采41年，煤炭為155年，天然氣為53年，可再生能源的研發(fā)已經(jīng)是急需解決的課題；除此之外，化石能源的燃燒產(chǎn)生的廢氣、廢物、廢液對環(huán)境造成了難以修復(fù)的污染，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境以及人類的健康。研究、開發(fā)一種可再生、環(huán)境友好型能源以滿足人類的能源需求，減少對環(huán)境的破壞，是人類面臨的亟待解決的重大課題。生物能源是通過各種生物可再生原料進(jìn)行生產(chǎn)的能源，包括燃料制氫、生物柴油、燃料乙醇、生物質(zhì)顆粒燃料等，是一種可再生、環(huán)境友好型的新能源。目前，生物能源的開發(fā)利用已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，且被譽(yù)為最有可能代替化石能源的新型能源。微藻具有油脂含量高、培養(yǎng)過程不占用耕地、生長周期短、生長速度快等特點(diǎn)；因此被稱為最有前景的生物能源候選物種。
[0003]微藻規(guī)?；囵B(yǎng)中，跑道池為主的開放式培養(yǎng)因其成本低廉，技術(shù)門檻較低而被廣泛應(yīng)用于多種微藻的培養(yǎng)。然而該培養(yǎng)方式亦具有一些缺點(diǎn):受到氣候條件影響非常大、容易遭受原生動物及雜藻的污染、易滋生細(xì)菌、光及二氧化碳的利用率低等。因此，其培養(yǎng)的藻細(xì)胞密度也相對較低。在微藻的收獲過程中，除螺旋藻外，其它大部分微藻種類均以離心收集為主。離心機(jī)不僅價(jià)格高昂，能耗亦非常之大；離心收獲的成本在微藻養(yǎng)殖成本中的比例非常高。當(dāng)藻液的密度很低時(shí)，離心收集所需的能耗將會加倍；不僅提高了微藻培養(yǎng)的成本，亦嚴(yán)重影響了離心機(jī)的使用壽命。如果在離心收集之前能夠?qū)ξ⒃暹M(jìn)行有效的初步濃縮，可以有效的提高離心機(jī)的收集效率，降低能耗，并因此大幅度降低微藻培養(yǎng)的成本。
[0004]目前，多數(shù)生產(chǎn)廠家將跑道池中的所有藻液轉(zhuǎn)移至沉淀池自然沉降，沉降結(jié)束后再將轉(zhuǎn)移沉淀池中上部的藻液至跑道池循環(huán)利用。通過此種方式達(dá)到初步濃縮藻液的目的。該方法耗時(shí)漫長，且對非底棲性藻類而言，效果亦不甚理想。除此之外，因?yàn)槌两颠^程中，絕大多數(shù)微藻都處于黑暗的環(huán)境中，所以微藻生物量也會遭受相當(dāng)?shù)膿p失。同時(shí)，亦容易滋生細(xì)菌，且反復(fù)轉(zhuǎn)移藻液亦會產(chǎn)生巨大的能耗。
[0005]水體中的微氣泡能夠附著于細(xì)小顆粒和微藻，藻細(xì)胞受到氣泡浮力的影響，會上浮至水體表面。通過在水體中散布大量微氣泡，將藻細(xì)胞富集于水體表面。若能夠只將該部分藻液轉(zhuǎn)移至沉淀池或離心機(jī)，將會有效減少能耗，提高離心效率，降低微藻培養(yǎng)成本。同時(shí)，與傳統(tǒng)的自然沉降方法相比，亦能減少對微藻品質(zhì)的影響。通過適當(dāng)?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)對藻細(xì)胞實(shí)時(shí)、有效的初步濃縮，能夠大幅度提高微藻的離心效率，降低微藻的培養(yǎng)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種成本低、方便組裝及拆卸的藻細(xì)胞初步濃縮裝置，以能夠在將藻液轉(zhuǎn)運(yùn)至離心機(jī)之前，持續(xù)的對藻細(xì)胞進(jìn)行濃縮收集，從而提高離心效率，降低生產(chǎn)成本。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供的一種利用微氣泡持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，由將收集孔與跑道池的其它區(qū)域分隔開的分隔裝置和微氣泡發(fā)生裝置組成，微氣泡發(fā)生裝置和收集孔位于不同的區(qū)域，微氣泡發(fā)生裝置設(shè)置在跑道池的池底。
[0008]本發(fā)明提供了一種分隔裝置，其具體結(jié)構(gòu)是:由氣浮板和卡槽組成，卡槽設(shè)置在跑道池末端的兩側(cè)池壁及池底，氣浮板兩側(cè)及下側(cè)通過卡槽固定于跑道池末端的兩側(cè)池壁及池底，通過卡槽將氣浮板固定于跑道池末端半圓形區(qū)域，從而將收集孔周圍的一部分區(qū)域與跑道池的其它區(qū)域有效分隔。
[0009]優(yōu)選的，氣浮板可以沿著兩側(cè)池壁上的卡槽上下移動。
[0010]優(yōu)選的，氣浮板與跑道池壁的夾角介于10-30度之間。進(jìn)一步的，氣浮板與跑道池壁的夾角是15度。
[0011]優(yōu)選的，氣浮板寬度為跑道池總寬度的1/4-2/3 ;氣浮板高度低于跑道池壁高度，與藻液面保持一致或高于藻液面l-3cm。
[0012]優(yōu)選的，卡槽兩側(cè)通過粘接鋁合金結(jié)構(gòu)至跑道池側(cè)壁或在跑道池壁上預(yù)留或者挖鑿縫隙構(gòu)建；池底卡槽通過在池底預(yù)留或者挖鑿縫隙構(gòu)建。
[0013]優(yōu)選的，氣浮板與卡槽可拆卸式連接。
[0014]優(yōu)選的，氣浮板材質(zhì)為具有一定彈性的有機(jī)玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、橡膠、樹脂的薄板。
[0015]本發(fā)明面向水流方向，通過卡槽將氣浮板固定于跑道池末端半圓形區(qū)域，將跑道池的收集孔與跑道池其它區(qū)域有效分隔。氣浮板高度與液面保持一致或略高于液面l-3cm ;微藻培養(yǎng)至適當(dāng)密度時(shí)，打開微氣泡發(fā)生裝置，微氣泡發(fā)生裝置散布大量微氣泡，氣浮板前方的藻細(xì)胞受到氣浮作用，會在水體表面大量聚集；由于藻液移動至氣浮板處時(shí)，受到氣浮板的阻擋，該處液面會略高于跑道池其它部分的液面；表層高密度的藻液越過氣浮板進(jìn)入分隔區(qū)并流入跑道池收集孔；通過該裝置可實(shí)現(xiàn)對藻液的實(shí)時(shí)、持續(xù)的初步濃縮；從而提高離心效率，降低收獲成本。
[0016]該裝置方便拆卸，易建造。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有的藻細(xì)胞初步濃縮方式相比具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)本發(fā)明可有效、實(shí)時(shí)的濃縮藻細(xì)胞，整個(gè)環(huán)節(jié)只會產(chǎn)生少量能耗。(2)不會引起細(xì)菌滋生、生物量損失等問題。
(3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，方便組裝拆卸。(4)本發(fā)明成本低廉，易制造，效率高，有助于降低微藻規(guī)模化培養(yǎng)的生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明置于跑道池中俯瞰示意圖。
[0021]圖中，I氣浮板，2卡槽，3微氣泡發(fā)生裝置，4跑道池，5收集孔，6藻液面。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
圖1、2所示，本實(shí)施例提供的一種利用微氣泡持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，由將收集孔與跑道池的其它區(qū)域分隔開的分隔裝置和微氣泡發(fā)生裝置組成，微氣泡發(fā)生裝置和收集孔位于不同的區(qū)域，微氣泡發(fā)生裝置設(shè)置在跑道池的池底。
[0023]分隔裝置具體結(jié)構(gòu)是:由氣浮板和卡槽組成，卡槽設(shè)置在跑道池末端的兩側(cè)池壁及池底，氣浮板兩側(cè)及下側(cè)通過卡槽固定于跑道池末端的兩側(cè)池壁及池底，通過卡槽將氣浮板固定于跑道池末端半圓形區(qū)域，從而將收集孔周圍的一部分區(qū)域與跑道池的其它區(qū)域有效分隔。
[0024]氣浮板可以沿著兩側(cè)池壁上的卡槽上下移動。氣浮板與跑道池壁的夾角是15度。
[0025]氣浮板寬度為跑道池總寬度的1/3 ;氣浮板高度低于跑道池壁高度，高于藻液面Icm0
[0026]卡槽兩側(cè)通過粘接鋁合金結(jié)構(gòu)至跑道池側(cè)壁；池底卡槽通過在池底預(yù)留縫隙構(gòu)建。氣浮板與卡槽可拆卸式連接。
[0027]氣浮板材質(zhì)為具有一定彈性的有機(jī)玻璃薄板。
[0028]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用微氣泡持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，其特征在于，由將收集孔與跑道池的其它區(qū)域分隔開的分隔裝置和微氣泡發(fā)生裝置組成，微氣泡發(fā)生裝置和收集孔位于不同的區(qū)域，微氣泡發(fā)生裝置設(shè)置在跑道池的池底。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，其特征在于，所述的分隔裝置由氣浮板和卡槽組成，卡槽設(shè)置在跑道池末端的兩側(cè)池壁及池底，氣浮板兩側(cè)及下側(cè)通過卡槽固定于跑道池末端的兩側(cè)池壁及池底，通過卡槽將氣浮板固定于跑道池末端半圓形區(qū)域，從而將收集孔周圍的一部分區(qū)域與跑道池的其它區(qū)域有效分隔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，其特征在于，氣浮板可以沿著兩側(cè)池壁上的卡槽上下移動。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，其特征在于，氣浮板與跑道池壁的夾角介于10-30度之間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，其特征在于，氣浮板與跑道池壁的夾角是15度。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，其特征在于，氣浮板寬度為跑道池總寬度的1/4-2/3 ;氣浮板高度低于跑道池壁高度，與藻液面保持一致或高于藻液面1-3cm。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，其特征在于，卡槽兩側(cè)通過粘接鋁合金結(jié)構(gòu)至跑道池側(cè)壁或在跑道池壁上預(yù)留或者挖鑿縫隙構(gòu)建；池底卡槽通過在池底預(yù)留或者挖鑿縫隙構(gòu)建。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，其特征在于，氣浮板與卡槽可拆卸式連接。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，其特征在于，氣浮板材質(zhì)為具有一定彈性的有機(jī)玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、橡膠、樹脂的薄板。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用微氣泡持續(xù)氣浮收集跑道池藻細(xì)胞的裝置，由將收集孔與跑道池的其它區(qū)域分隔開的分隔裝置和微氣泡發(fā)生裝置組成，微氣泡發(fā)生裝置和收集孔位于不同的區(qū)域，微氣泡發(fā)生裝置設(shè)置在跑道池的池底。本發(fā)明與現(xiàn)有的藻細(xì)胞初步濃縮方式相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）本發(fā)明在微藻培養(yǎng)至密度較高時(shí)架設(shè)，可對藻液進(jìn)行持續(xù)性收集，整個(gè)環(huán)節(jié)只會產(chǎn)生少量能耗。（2）實(shí)時(shí)對高濃度藻液進(jìn)行濃縮收集，耗時(shí)短，不會引起細(xì)菌滋生、生物量損失等問題。（3）本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，方便組裝拆卸。（4）本發(fā)明成本低廉，易制造，效率高，有助于降低微藻規(guī)?；囵B(yǎng)的生產(chǎn)成本。
【IPC分類】C12M1/04, C12M1/09
【公開號】CN105062868
【申請?zhí)枴緾N201510418071
【發(fā)明人】潘克厚, 韓吉昌, 張琳, 王松, 李赟
【申請人】中國海洋大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月16日