[发明专利]微生物养殖系统

说明书

技术领域

本发明涉及微生物养殖系统，尤其涉及一种能够提高太阳能综合利用水平的微生物养殖系统。

背景技术

光生物反应器是利用太阳光对具有光合成能力的微生物进行养殖的装置。微藻作为一种微生物，能有效利用光能、把CO₂和无机盐类合成蛋白质、脂肪、碳水化合物以及多种高附加值生物活性物质，可以通过微藻培养来生产保健食品、食品添加剂、饲料、生物肥料、化妆品及其他天然产品。因此，利用光生物反应器高密度养殖微藻已经越来越普遍。目前，微藻培养主要有开放式和封闭式两种光生物反应器。开放式光生物反应器构建简单、成本低廉及操作简便，但存在易受污染、培养条件不稳定等缺点。封闭式反应器培养条件稳定，可无菌操作，易进行高密度培养，已成为今后的发展方向。一般封闭式光生物反应器有：管道式、平板式、柱状气升式、搅拌式发酵罐、浮式薄膜袋等。

在对微生物例如微藻进行培养的过程中，培养温度是影响微生物的生物量的一个重要因素。在适当的温度范围内，微生物才能进行其正常的生长繁殖等生命活动，否则微生物的生命活动就要受到影响。例如：微藻生长的适温范围为8-32摄氏度，最适温度范围20-25摄氏度，当温度变化超出适温范围时，即对生物产生严重的危害作用，甚至死亡。因此，如何有效地控制光生物反应器的温度，是微藻养殖中需要解决的一个技术问题。

另外，照射到光生物反应器中的太阳辐射的能量在一天中是不断变化的，白天光照充足，会在光生物反应器中积聚热量，导致培养液温度升高，有可能超出微生物的适温范围的上限；而夜间随着环境温度降低，培养液温度有可能降低到微生物的适温范围的下限以下，从而对微生物的养殖产生不利的影响。因此，如何有效地利用白天太阳辐射的多余热量，用于微藻的夜间培养，也是有待研究的一个课题。

另外，微生物在生长过程中主要是利用太阳辐射中的光波长在400-700nm范围的可见光，而在该波长范围以外的太阳辐射中的红外线和紫外线则不能对微生物生长起促进作用，反而经过红外线和紫外线的长时间照射后，有可能导致微生物细胞内光合成系统受破坏，甚至导致微生物死亡。因此，有必要对太阳辐射中的红外线和紫外线进行阻隔，以有利用微生物的培养。

发明内容

本发明致力于解决上述现有技术中的至少一个问题。

根据本发明，一种微生物养殖系统，包括：光生物反应器，在所述光生物反应器中养殖微生物；吸热装置，所述吸热装置用于吸收来自光生物反应器的热量，以降低光生物反应器中的温度；储热装置，所述储热装置用于储存吸热装置所吸收的热量，并将所储存的热量供给所述光生物反应器，以升高并控制光生物反应器中的温度。

根据本发明的一个实施例，所述光生物反应器的侧壁可包括隔热膜，所述隔热膜用于使太阳辐射中的可见光透过，并阻挡太阳辐射中的红外线和紫外线透过。

所述吸热装置可为透明容器，并结合到带有所述隔热膜的光生物反应器的所述侧壁上。

根据本发明的一个实施例，所述吸热装置中容纳第一热交换介质，用于吸收来自光生物反应器的热量，所述储热装置中容纳第二热交换介质，用于储存吸热装置所吸收的热量。

根据本发明的一个实施例，在所述储热装置中设置有第一热交换管，所述第一热交换管的两端分别通过管路连接到所述吸热装置，从而，所述吸热装置、所述第一热交换管和连接所述吸热装置和所述第一热交换管的管路构成第一循环系统，所述第一热交换介质在所述第一循环系统中循环。

根据本发明的一个实施例，在所述光生物反应器中设置有第二热交换管，所述第二热交换管的两端分别通过管路连接到所述储热装置，从而，所述储热装置、所述第二热交换管和连接所述储热装置和所述第二热交换管的管路构成第二循环系统，所述第二热交换介质在所述第二循环系统中循环。

根据本发明的一个实施例，所述第一热交换介质为制冷剂，所述制冷剂的沸点根据微生物生长的适温范围来选择，使得在温度低于沸点温度时制冷剂为液态，在温度达到沸点温度以上时制冷剂转化为气体。

所述第二热交换介质可以为水或海水。

所述制冷剂可以选自氟利昂、氨水、R11(CFCl3)或氯氟烃。

根据本发明的一个实施例，所述第一热交换管和第二热交换管呈盘曲状。

根据本发明的一个实施例，所述第一热交换系统包括用于循环第一热交换介质的第一循环泵；所述第二热交换系统包括用于循环第二热交换介质的第二循环泵。