用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)及藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)及藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]微藻是一類生長在水體里種類繁多、分布廣泛且個體一般小于2mm的浮游植物，它們的細(xì)胞就像陽光驅(qū)動的生產(chǎn)有機(jī)物工廠，通過其高效的光合作用，利用光能，吸收CO2和H2O,將它們轉(zhuǎn)化為碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等化學(xué)能，并釋放出02。
[0003]目前“微藻高效規(guī)模化養(yǎng)殖技術(shù)”是微藻生物技術(shù)的核心之一。通常，藻液位于光生物反應(yīng)器內(nèi)，通過通氣設(shè)備向光生物反應(yīng)器通入空氣或二氧化碳，光生物反應(yīng)器和通氣設(shè)備之間具有通氣管道?，F(xiàn)有的光生物反應(yīng)器包括封閉式光生物反應(yīng)器，即封閉式培養(yǎng)系統(tǒng)，是用透明材料建造的生物反應(yīng)器。這種生物反應(yīng)器除了能采集光能外，其他諸多方面與傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵用生物反應(yīng)器有許多相似之處。封閉式光生物反應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)微藻單種、純種的培養(yǎng)，而且培養(yǎng)條件易于控制，培養(yǎng)密度高、易收獲，所以效率更高，但是建造與操作成本也隨之提高。
[0004]例如中國專利ZL02134235.0公開了一種自動化連續(xù)生產(chǎn)管式光生物反應(yīng)器，它的反應(yīng)容器為透明透光材料的圓柱型連通管，有入口端和出口端，并接入混合罐，反應(yīng)器是由多層“U”型連通管交叉疊加而形成的立體管道，光源位于連通管交叉疊加而形成的“#”字型立體空間內(nèi)。這種微藻養(yǎng)殖方式與設(shè)備盡管克服了開放池粗放的缺點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大規(guī)模裝置難以實(shí)現(xiàn)，建造成本高昂，且難以充分利用自然陽光，不適于微藻低成本、大規(guī)?；B(yǎng)殖。
[0005]中國專利ZL03128138.9公開了一種封閉管式光生物反應(yīng)器，由立體雙排平螺旋式管道和獨(dú)特的U型連接彎頭，雙塔，零剪切力輸液栗，二氧化碳注氣裝置，冷熱交換器等構(gòu)成。雙塔中的排氧反應(yīng)塔設(shè)有負(fù)壓噴射栗，可有效排除培養(yǎng)液中的蓄積氧，調(diào)控塔可以調(diào)解液壓和以負(fù)壓向反應(yīng)管道自動輸送培養(yǎng)液。該反應(yīng)器克服了常規(guī)反應(yīng)器占地面積大，效率低的缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。而且反應(yīng)器豎立放置，培養(yǎng)液和藻液需要很大能耗從底部輸送到頂部，對藻絲的剪切力大為增加，也增高了微藻養(yǎng)殖成本。
[0006]中國專利CN1721523A公開了一種微藻規(guī)模培養(yǎng)的光生物反應(yīng)器，包括透明管道、氣體解析裝置、附屬管道系統(tǒng)、培養(yǎng)參數(shù)感受和控制設(shè)施等組成。采用大型氣體解析裝置、將平行排列的透明管道進(jìn)行并聯(lián)，解決了封閉管道光生物反應(yīng)器氣體交換的難題，但是同樣存在制造成本和操作費(fèi)用高昂的問題。
[0007]中國專利ZL96216364.3公開了一種密閉型循環(huán)潛層螺旋藻培養(yǎng)裝置，由溢流噴射器、溢流板式光生物反應(yīng)器、儲液槽、循環(huán)栗依次連接而成，其中采用透光材料制作的溢流板式光生物反應(yīng)器內(nèi)裝有多層水平放置且上下層的溢流口交叉分布的帶擋板的托板。該反應(yīng)器雖然效率很高，但多層托板結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，不利于大規(guī)模放大生產(chǎn)。
[0008]而且現(xiàn)有的跑道式養(yǎng)殖技術(shù)中還存在以下問題:1、藻液溫度和光照強(qiáng)度不能控制，光能利用率低，藻類生長環(huán)境差，造成產(chǎn)量低和質(zhì)量不穩(wěn)；2、開放式養(yǎng)殖，易受其它生物污染，衛(wèi)生條件差，影響藻粉質(zhì)量；3、跑道式養(yǎng)殖攪拌系統(tǒng)耗能大，1500瓦電機(jī)承擔(dān)兩個大棚的攪拌任務(wù)，110米長的大棚由于攪拌不充分，造成低產(chǎn)和質(zhì)量不穩(wěn)；4、傳統(tǒng)跑道式養(yǎng)殖要素難以實(shí)現(xiàn)自動化控制，養(yǎng)殖生產(chǎn)效率低。
[0009]因此，針對以上不足，需要提供一種生長環(huán)境條件優(yōu)越、節(jié)能低碳、充分利用自然資源、微藻生產(chǎn)效率高、成本低、適合大規(guī)模培養(yǎng)的藻類養(yǎng)殖光生物反應(yīng)器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010](一)要解決的技術(shù)問題
[0011]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)及藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)，一方面解決現(xiàn)有的藻類養(yǎng)殖技術(shù)中存在的藻液生長溫度和光照不能控制，生長環(huán)境差的問題；另一方面解決現(xiàn)有的藻類養(yǎng)殖技術(shù)中存在能耗高、生產(chǎn)效率低及成本高的問題。
[0012](二)技術(shù)方案
[0013]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)，其包括保溫水池、熱水產(chǎn)生單元、冷水供應(yīng)單元、氣液熱交換器及控制器，冷水供應(yīng)單元、熱水產(chǎn)生單元及保溫水池依次連接；氣液熱交換器浸沒在保溫水池中，氣液熱交換器一端與通氣設(shè)備連通，另一端與光生物反應(yīng)器連接；控制器與冷水供應(yīng)單元和熱水產(chǎn)生單元連接，以控制冷水供應(yīng)單元冷水的供應(yīng)及熱水產(chǎn)生單元熱水的產(chǎn)生。
[0014]其中，所述熱水產(chǎn)生單元為太陽能熱水器，太陽能熱水器的安裝位置高于保溫水池，所述光生物反應(yīng)器底部設(shè)置有微孔氣體分散器，氣液熱交換器與微孔氣體分散器連接。
[0015]其中，所述冷水供應(yīng)單元包括冷水源和冷水栗，所述冷水源通過冷水栗與太陽能熱水器連通，所述冷水栗與控制器連接。
[0016]其中，所述保溫水池內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器與控制器連接。
[0017]其中，所述保溫水池與冷水池呈回字形，冷水池位于保溫水池的外側(cè)，且冷水池的高度低于保溫水池的高度，保溫水池的頂部設(shè)置有連通保溫水池與冷水池的溢流通道。
[0018]其中，所述通氣設(shè)備包括相連接的風(fēng)力壓縮機(jī)和壓縮氣體儲存罐，壓縮氣體儲存罐與氣液熱交換器連接。
[0019]本實(shí)用新型另一方面提供了一種藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)，其包括光生物反應(yīng)器、通氣設(shè)備及上述的通氣管道溫控系統(tǒng)，所述光生物反應(yīng)器與通氣設(shè)備通過浸沒在保溫水池中氣液熱交換器連接。
[0020]其中，所述光生物反應(yīng)器包括反應(yīng)器主體，分隔單元和通氣設(shè)備，所述反應(yīng)器主體為封底管狀的透明體；所述分隔單元位于所述反應(yīng)器主體的內(nèi)部，將所述反應(yīng)器主體分為左、右兩個空間，所述分隔單元的頂部和底部均留有供左、右兩個空間連通的通道；所述氣液熱交換器與所述反應(yīng)器主體的任一空間的底部連通。
[0021]其中，所述分隔單元為一排豎管依次連接形成的透明排管結(jié)構(gòu)，各豎管上、下端密封，靠中間位置的豎管內(nèi)設(shè)置光源；反應(yīng)器主體內(nèi)設(shè)置有超聲清洗棒，超聲清洗棒與控制器連接。
[0022]其中，其還包括進(jìn)液管網(wǎng)、出液管網(wǎng)及多個光生物反應(yīng)器，各光生物反應(yīng)器的進(jìn)液口與進(jìn)液管網(wǎng)連接，各光生物反應(yīng)器的出液口與出液管網(wǎng)連接。
[0023](三)有益效果
[0024]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):在控制器的控制下，冷水供應(yīng)單元為熱水產(chǎn)生單元供應(yīng)水源，熱水產(chǎn)生單元產(chǎn)生熱水后通往保溫水池，溫度傳感器放置在保溫水池中可以實(shí)時監(jiān)測保溫水池中的水溫，保溫水池保持適當(dāng)?shù)乃疁剡M(jìn)而與氣液熱交換器進(jìn)行熱交換，將熱量傳遞給氣液熱交換器的氣體，氣液熱交換器與光生物反應(yīng)器連通，通入光生物反應(yīng)器的空氣或二氧化碳?xì)怏w可具有利于微藻生長的溫度，通入光生物反應(yīng)器中后，可為微藻生長提供適生環(huán)境；溫度傳感器將保溫水池水溫信息傳遞給控制器，控制器進(jìn)行判斷并控制熱水產(chǎn)生單元和冷水供應(yīng)單元進(jìn)行工作，進(jìn)而保證保溫水池中的水溫處于合適的狀態(tài)。
[0025]另外，本實(shí)用新型提供的用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)及藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)中，所述保溫水池與冷水池設(shè)計(jì)為相鄰或回字形，這樣設(shè)計(jì)一舉多得:1.這樣可以及時矯正保溫水池?zé)崴臏囟龋?.將多余的熱量及時轉(zhuǎn)給冷水池，降低熱量散失，提高冷水池水溫，使熱水器加熱時間縮短，節(jié)約能源；3.太陽能熱水器的安裝位置高于保溫水池，利用該太陽能熱水器和保溫水池的高差及保溫水池與冷水池的高度差，實(shí)現(xiàn)自流和溢流，節(jié)能高效；4.設(shè)計(jì)巧妙和簡捷，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?。本實(shí)用新型將設(shè)定溫度的壓縮空氣(也可混入一定濃度的CO2氣體)通入光生物反應(yīng)器一舉多得，即實(shí)現(xiàn)了藻液的充分混合，實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞隨時的氣體交換和氧的排放，也實(shí)現(xiàn)了藻液溫度的控制，還可為微藻提供碳源。這里熱能是來自于太陽能，壓縮空氣能是來自于風(fēng)能，0)2氣體是來自于經(jīng)過預(yù)處理的工廠排除的廢氣，因此，該系統(tǒng)是充分利用自然資源為微藻提供適生環(huán)境，可謂整個養(yǎng)殖系統(tǒng)使用潔凈能源，低碳、綠色、環(huán)保，易于實(shí)現(xiàn)自動化控制；本實(shí)用新型通過每個光生物反應(yīng)器與進(jìn)液管網(wǎng)和出液管網(wǎng)連接的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡捷，組裝靈活，可使藻類養(yǎng)殖實(shí)現(xiàn)條件可控、清潔低碳、環(huán)境友好，穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)、低成本運(yùn)行和規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)示意圖。
[0027]圖中，1:光生物反應(yīng)器；2:保溫水池；3:氣液熱交換器；4:冷水供應(yīng)單元；5:熱水產(chǎn)生單元；6:溫度傳感器；7:控制器；8:通氣設(shè)備；101:超聲棒；102:透明排管結(jié)構(gòu)；401:冷水池；402:冷水栗；801:壓縮空氣IC藏罐；802:風(fēng)力空氣壓縮機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0029]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)，其包括保溫水池2、熱水產(chǎn)生單元5、冷水供應(yīng)單元4、氣液熱交換器、控制器7及溫度傳感器6，冷水供應(yīng)單元4、熱水產(chǎn)生單元5及保溫水池2依次連接；氣液熱交換器一端與通氣設(shè)備連通，另一端與光生物反應(yīng)器連接，光生物反應(yīng)器I和通氣設(shè)備8之間的氣液熱交換器3浸沒在保溫水池2中，使氣液熱量交換達(dá)到平衡，溫