[发明专利]一种提高光合细菌产氢活性的装置

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种提高光合细菌产氢活性的装置，该装置能够显著提高光合细菌的产氢活性。

背景技术

随着世界能源危机、环境污染的日益严重, 氢能由于其清洁、高效、可再生的特点，受到广泛的重视。光合生物制氢具有原料来源广、生产成本低、反应条件温和的特点，其能够把制氢与太阳能利用及有机废水处理相结合，是一种较为理想的生物制氢方法。然而高效稳定的产氢菌种是实现光合细菌工业化应用的一个重要条件。光合细菌生长旺盛，倍增时间短，菌种若长期使用，尤其在连续产氢的生产条件下，菌体活性往往容易很快下降，无法满足长期稳定产氢的要求，从而影响整个产氢系统的稳定性和高效性。本发明针对光合细菌产氢过程中因菌种老化导致菌体产氢活性下降、产氢效率降低的缺陷，提供一种提高光合细菌产氢活性的装置，该装置能够显著提高光合细菌菌体的产氢活性，为光合细菌制氢反应器的连续运行提供了保障，从而使光合产氢系统能够连续高效产氢。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种提高光合细菌产氢活性的装置，该装置能显著提高光合细菌的产氢活性，产氢量高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高光合细菌产氢活性的装置，其包括培养基储罐、菌种罐和菌体培养器，所述培养基储罐经第一恒流泵与菌体培养器下端进料口连接，所述菌种罐经第二恒流泵和阀门与菌体培养器下端进料口连接，菌体培养器上端出料口分为两个支路，一个支路流向光合产氢反应器，另一个支路设有单向阀，该单向阀与阀门和菌体培养器下端进料口之间的管路相通（该单向阀作用在于使部分料液重新回流至菌体培养器内，并根据实际需要来控制料液回流量的多少）；所述菌体培养器材料为透明材料（如有机玻璃等），菌体培养器内部中间加装透明管，透明管内布置LED照明光纤。

较好的，所述菌体培养器由四台单体培养器依次串联构成，每个单体培养器均为柱状。所述菌体培养器的下端进料口为切向进料口，上端出料口为切向出料口，用以保证菌体培养器的进出料方式均是切向的，这样当料液进入菌体培养器后，可以在菌体培养器内部旋流式上升流动，最后由上端出料口切向流出，利于培养基与菌种能够充分混合，便于菌种生长，从而提高菌种的活性和产氢能力。

本发明装置利用回流原理，设计出适用于光合产氢菌种的回流活化装置，并试验分析出

最佳的回流活化工艺条件，即回流时间36h，回流量30%，回流周期为4次192h。回流量由单向阀控制，最后菌种液由菌体培养器上端出料口排出，部分进入光合产氢反应器进行产氢反应。

本发明通过设置单向阀，使料液能够部分回流至菌体培养器，菌体培养器采用透明玻璃材料并内置LED照明光纤，使培养基与菌种充分混合，光照利于菌体的生长，从而提高了菌种的产氢活性，产氢量高，保障了光合产氢反应器的连续运行。

附图说明     图1是本发明所述提高光合细菌产氢活性的装置结构示意图；

图2为图1所述装置中菌体培养器下端切向进料口的结构示意图；

图3为光合细菌菌体的显微照片（×1000），其中a为回流活化前的光合细菌菌体，b为回流活化后的光合细菌菌体；

图4为原菌种和采用本装置回流活化菌种的产氢量对比结果，图4中原菌种即为回流活化前菌种，回流活化菌种即为回流活化后菌种；

图5为原菌种和采用本装置回流活化菌种的产氢浓度对比结果，图5中原菌种即为回流活化前菌种，回流活化菌种即为回流活化后菌种。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围不限于此。