[发明专利]一种光生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤指一种用于工业化微藻养殖的光生物反应器。

背景技术

传统石化能源消耗是不可持续性的，人类便把眼光投向了生物质能源领域。生物质能源是地球上最普遍的一种可再生能源，它是通过植物光合作用，将太阳能以化学能的形式贮存在生物体内的一种能量形式，被称为绿色能源。但是如果用玉米、高粱等粮食来制作乙醇等生物质能源，将会严重威胁全球的粮食安全。

作为一种重要的可再生资源，藻类具有分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等突出特点。而藻类中的微藻更是遍布全球的浮游植物，它在海洋、淡水湖泊等水域或是潮湿的土壤、树干处等任何有光照且潮湿的地方都能生存。因此，微型藻生物技术的开发，将为人类提供新的能源生产途径。

此外，微藻生物技术的开发也有利于环境保护，藻类植物能捕获空气中的二氧化碳，有助于控制温室气体排放。因此，微藻养殖可与二氧化碳温室气体的处理和减排相结合，据统计，占地1平方公里的养藻场每年可处理5万吨二氧化碳。

目前，微藻的规模化工业生产仍普遍采用开放池式培养系统，这种方式的优点是投入少，操作简便、易于生产，但也存在下列不足之处：(1)易受外界环境影响，难以保持较适宜的温度与光照；(2)容易受到灰尘、昆虫及杂菌的污染，不易保持高质量的单藻培养；(3)开放池中的水分易蒸发；(4)光照面积与培养体积的比率比较低，因此光能及CO2利用率不高，无法实现高密度培养；(5)由于是开放式培养，重金属等有害物质易于在微藻藻体内积累；(6)藻液浓度普遍较低，导致产量低、且收获费用高；(7)占地面积大。上述不足之处造成徽藻生产的高成本、低收益与低效率，因此研制高效、易于控制生产条件的新型光生物反应系统便成为微藻养殖业的发展趋势。

目前，可用于微藻养殖的密闭管道式光生物反应器，其投资和运行的动力消耗是开放池的许多倍。加上溶解氧浓度及过热控制中存在的困难，也成为其推广使用的一个限制因素。而且管道式设计本身导致材料及加工安装成本很高，因此，目前其应用仅限于一些高附加值产品，例如：同位素示踪化学品、医药有关的产品等；而不适合在工业化微藻养殖中使用。

公开号为CN101405385(申请号：200780009753.7)的专利申请中，公开了一种光生物反应器及其用途。这种板式反应器以其较易的优化控制及较高产出而展示了其应用前景，但是由于该板式反应器的包括的很多个单元之间被挡板隔离开来，不具有连通性，需要分单元进行采收，因此当大量养殖时，采收微藻的工作量很大、且操作不方便，也就是说该板式反应器，不适合大规模微藻的养殖、采收，也不适合在工业化微藻养殖中应用。

但本申请发明人发现目前研制的上述板式反应器生产系统，由于其只是单层的容器，对空间的利用率比较低、单位土地面积上微藻的生产率也比较低，且不利于高效利用太阳光能。若一味提高单层容器的高度，则会由于过高的高度，导致过高的水压，对反应器的框架材料、透明材料的强度提出过高的要求，从而也导致制造成本居高不下。

发明内容

本发明实施例提供一种光生物反应器，用于解决目前微藻养殖过程中存在提高空间利用率和单位面积生产率，与容器高度及材料的承受强度之间的矛盾，以及由此导致的制造成本居高不下的问题。

一种光生物反应器，包括：包括：至少两个立柱框架(1)、若干盛放单元(2)和至少两组端部密封器壁(3)；

每两个所述立柱框架(1)之间布置有至少两层与自身连接的所述盛放单元(2)；

布置在同一层的所述盛放单元(2)依次密封性连接，与布置在该层两端的一组端部密封壁(3)形成用于盛放藻液的盛放容器。

本发明的上述光生物反应器，所述立柱框架(1)，具体包括：架体(11)和水平调整装置(12)；

所述水平调节装置(12)由螺栓和螺母组成；通过所述架体(11)的底部横梁两端开设的通孔进行安装，用于对所述光生物反应器的水平度进行调整。

本发明的上述光生物反应器，所述架体(11)，具体包括：底部横梁(111)、两根立柱(112)、至少两根支撑梁(113)和顶部横梁(114)；

所述底部横梁(111)水平布置，所述两根立柱(112)平行布置且与所述底部横梁(111)垂直连接；所述两根立柱(112)的顶端分别与所述顶部横梁(114)的两端连接；

至少两根支撑梁(113)布置在底部横梁(111)与顶部横梁(114)之间，和底部横梁(111)平行布置，且与两根立柱(112)垂直连接，用于支撑所述盛放单元(2)。