一種管道式微藻光生物反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于微藻養(yǎng)殖技術領域，具體公開了一種管道式微藻光生物反應器。
【背景技術】
[0002]微藻是一種光能自養(yǎng)型單細胞生物，微藻能有效利用光能、CO 2和無機鹽類合成蛋白質、脂肪、碳水化合物以及多種高附加值生物活性物質。近年來，以生產健康食品、食品添加劑、動物飼料、生物肥料、生物柴油以及其它自然產品為目的的微藻養(yǎng)殖引起了人們的廣泛關注。尤其是生物柴油方向，利用工業(yè)化海藻養(yǎng)殖設備，獲得大規(guī)模生產生物柴油所需要的海藻原料，是各國科學家公認的解決能源替代的重要方案?？梢灶A見，微藻生物柴油產業(yè)將成為一個新興的替代能源產業(yè)。
[0003]光生物反應器一般是指用于培養(yǎng)光合微小生物及具有光合作用的植物組織或細胞的設備或裝置。目前，微藻培養(yǎng)的光生物反應器主要有開放式和封閉式兩種。管道式光生物反應器是封閉式光生物反應器中的一種，因其占地面積小、高表面體積比、環(huán)境穩(wěn)定、可實現無菌操作以及能實現微藻的高密度培養(yǎng)等優(yōu)點，被認為是最適合戶外大規(guī)模培養(yǎng)微藻、最有潛力的反應器。管道式光生物反應器一般系采用透明的直徑較小的硬質塑料或玻璃、有機玻璃管彎制而成，由于密封的管道系統容易與其它加工設備配套，這種培養(yǎng)方式可以實現藻液在不同工序之間的順利轉移，非常適合自動化、大規(guī)模作業(yè)。
[0004]現有管道式光生物反應器存在如下不足:1、人造光源能耗大且不能根據微藻的生長特點自動調節(jié)光照的波段，光能的利用率不高;2、二氧化碳在藻液中的溶解度小，氣泡直徑大，停留時間短，不利于微藻吸收，二氧化碳的利用率不高;3、不能適時的監(jiān)控藻液的pH值、溫度、二氧化碳濃度以及溶解氧濃度并進行工藝參數的調整，自動化程度不高。
【實用新型內容】
[0005]針對上述問題，本實用新型提出了一種管道式微藻光生物反應器，該管道式微藻光生物反應器通過集成工藝參數傳感器、調控裝置以及相應的電控模塊，實現了微藻養(yǎng)殖過程工藝參數的在線監(jiān)控以及自動化調整，降低了人工作業(yè)強度，節(jié)約了生產成本，提高了產能。
[0006]本實用新型為解決其技術問題而采用的技術方案為:
[0007]—種管道式微藻光生物反應器，包括光反應管、光反應管支架、光源板、光源板支架、鼓氣系統、藻液循環(huán)系統、培養(yǎng)基供給系統以及電控模塊;光反應管提供微藻養(yǎng)殖的場所，光源板負責補充光照以及調節(jié)光照的波段，鼓氣系統用于補充碳源，藻液循環(huán)系統用于驅動光反應管內藻液的循環(huán)以及促進溶解氧的解析，培養(yǎng)基供給系統用于為光反應管提供微藻需要的營養(yǎng)液，電控模塊用于提供系統控制功能;所述藻液循環(huán)系統包括藻液循環(huán)槽和循環(huán)栗，光反應管的進液口和排液口管道連接至藻液循環(huán)槽，循環(huán)栗設置于藻液循環(huán)槽和光反應管進液口之間的管道上，循環(huán)栗的控制端電性連接到電控模塊，其特征在于:所述管道式微藻光反應器還包括溫度調控系統和PH調控系統;所述溫度調控系統包括藻液溫度探頭、噴淋裝置和加熱裝置，藻液溫度探頭設置于光反應管內，噴淋裝置設置于光反應管的附近，加熱裝置設置于藻液循環(huán)槽的槽底，藻液溫度探頭、噴淋裝置和加熱裝置的控制端電性連接到所述電控模塊;所述PH調控系統包括藻液pH值探頭、pH值調節(jié)液高位儲槽和pH值調節(jié)液電控閥，PH值探頭設置于所述藻液循環(huán)槽內，pH值調節(jié)液高位儲槽管道連接至藻液循環(huán)槽，PH值調節(jié)液電控閥設置于藻液循環(huán)槽和pH值調節(jié)液高位儲槽之間的管道上，藻液PH值探頭和pH值調節(jié)液電控閥的控制端電性連接至所述電控模塊。
[0008]進一步地，本實用新型提出的管道式微藻光生物反應器還包括藻液溶解氧探頭和藻液二氧化碳探頭，藻液溶解氧探頭設置于光反應管內，藻液二氧化碳探頭設置于藻液循環(huán)槽內，藻液溶解氧探頭和藻液二氧化碳探頭的控制端電性連接至電控模塊。
[0009]進一步地，鼓氣系統包括曝氣頭、增濕器、過濾器、二氧化碳流量計、二氧化碳流量電控閥、空氣流量計、空氣流量電控閥以及空氣氣源和二氧化碳氣源;空氣氣源和二氧化碳氣源管道連接至過濾器，過濾器管道連接至增濕器，增濕器管道連接至曝氣頭，曝氣頭設置在光反應管內；二氧化碳流量計和二氧化碳流量電控閥設置于二氧化碳氣源和過濾器之間的管道上；空氣流量計和空氣流量電控閥設置于空氣氣源和過濾器之間的管道上；二氧化碳流量計、二氧化碳流量電控閥、空氣流量計和空氣流量電控閥的控制端電性連接到電控模塊上。
[0010]進一步地，藻液循環(huán)系統中的循環(huán)栗為變頻離心栗，變頻離心栗包括離心栗和變頻器，變頻器的控制端電性連接到電控模塊。
[0011 ]進一步地，光源板包括燈板和設置于燈板上的LED光源模塊，LED光源模塊包括LED光源和光源電路板，光源電路板的控制端電性連接到電控模塊;LED光源可在光源電路板的調控下發(fā)出常規(guī)波段的光照和紅光波段的光照。
[0012]進一步地，培養(yǎng)基供給系統包括培養(yǎng)基儲槽和給料栗，培養(yǎng)基儲槽管道連接至藻液循環(huán)槽，給料栗設置于培養(yǎng)基儲槽和藻液循環(huán)槽之間的管道上。
[0013]本實用新型相比現有技術的有益效果:
[0014]本實用新型通過對溫度、pH、二氧化碳濃度和溶解氧濃度等工藝參數的在線監(jiān)測，實現了管道式微藻光反應器的全自動運行，降低了人工作業(yè)強度，節(jié)約了生產成本，提高了產能。并且，由于采用曝氣頭，本實用新型提供的管道式微藻光反應器還具有氣泡直徑大小適宜，氣泡分布均勻，在藻液內停留時間長，有利于微藻吸收的優(yōu)點。另外，由于采用LED光源板，本實用新型提供的管道式微藻光反應器還可以提供補充光照和增強光利用率的紅光照射，可以為微藻生長提供充足、利用率高的光照，便于培育出高質量的微藻光生物。
[0015]下面結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型公開的管道式微藻光生物反應器進行詳細介紹。
[0016]說明書附圖
[0017]圖1:優(yōu)選實施例中管道式微藻光生物反應器的系統結構圖；
[0018]圖2:圖1中A向局部視圖。
[0019]其中:1-光反應管;2-光源板;3-二氧化碳流量電控閥;4-二氧化碳流量計;5-空氣流量電控閥；6-空氣流量計;7-過濾器;8-增濕器;9-曝氣頭；10-藻液溫度探頭；11-電控模塊；12-藻液循環(huán)槽；13-循環(huán)栗；14-給料栗；15-培養(yǎng)基儲槽；16-藻液二氧化碳探頭；17-藻液PH值探頭;18-加熱裝置;19-pH值調節(jié)液高位儲槽;20-pH值調節(jié)液電控閥。
【具體實施方式】
[0020]讀圖1和圖2，優(yōu)選實施例中公開了一種管道式微藻光反應器，其包括光反應管1、光源板2、鼓氣系統、藻液循環(huán)系統、培養(yǎng)基供給系統、溫度調控系統、pH值調控系統和電控豐吳塊11。
[0021]光反應管I系由鋼化玻璃制作而成的透明管道，管道內壁均勻光滑，彎道連接處無死角，便于藻液的流動和內壁的清洗。每一組光反應管I均包括多個互相串聯的鋼化玻璃管，玻璃管之間采用彎頭、法蘭連接。光反應管I通過光反應管支架(圖中未示出)固定在基礎設施上，光反應管支架包括不銹鋼底座和不銹鋼支架，支架豎直平行的固定于底座上，用于掛放光反應管I。
[0022]光源板2包括燈板和設置于燈板上的LED光源模塊，LED光源模塊包括LED光源和光源電路板，光源電路板用于對LED光源的發(fā)光強度和發(fā)光波段進行控制;光源電路板的控制端電性連接到電控模塊11 ;LED光源可在光源電路板的調控下發(fā)出常規(guī)波段的光照和紅光波段的光照。光源板2通過光源板支架(圖中未示出)固定在基礎設施上，光源板支架與光反應管I平行設置，光源板支架上除支撐柱之外均采用透明材料制作而成，避免遮光。
[0023]鼓氣系統包括曝氣頭9、增濕器8、過濾器7、二氧化碳流量計4、二氧化碳流量電控閥3、空氣流量計6、空氣流量電控閥5以及空氣氣源和二氧化碳氣源；空氣氣源和二氧化碳氣源通過管道連接至過濾器7，過濾器7管道連接至增濕器8，增濕器8管道連接至曝氣頭9，曝氣頭9設置在光反應管I內；二氧化碳流量計4和二氧化碳流量電控閥3