[实用新型]一种培养光合生物的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种培养光合生物的装置，尤其涉及一种培养微藻的装置。

背景技术

光合生物是一类能够利用光进行光合作用的生物，例如微藻。微藻是一类在水中生长的种类繁多且分布极其广泛的低等植物，它是由阳光驱动的细胞工厂，通过微藻细胞高效的光合作用，吸收CO₂，将光能转化为脂肪或淀粉等碳水化合物的化学能，并放出O₂。利用微藻生产生物能源与化学品可以同时达到替代化石能源、减少CO₂排放等目的。

微藻一般在光生物反应器中进行培养。光生物反应器目前主要有开放式和封闭式两种，开放式培养最突出的优点就是装置结构及操作简单、成本低廉，最典型的开放式培养系统是跑道池反应器，其藻液的深度一般大于100mm，但是较深的藻液极大限制了微藻受光效率，通常开放池培养微藻的OD值小于2。封闭式培养的优点是培养条件易于控制、培养密度高、易收获，但是装置建造与操作成本也随之提高。无论是开放式光生物反应器，还是封闭式光生物反应器，以自养或兼养方式操作都需要将反应器置于光源下进行培养，光源可以是太阳光，也可以是人工光源。为了能形成微藻生物能源的产业链，首先要实现大规模、低成本、高效率的养殖微藻。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可以大规模、低成本、高效率地养殖光合生物的装置，特别是养殖微藻的装置。为了实现上述目的，本实用新型首先采用薄层的培养装置，此时培养装置中培养液的液厚为1-20cm，优选为1-10cm，在此条件下光合生物可以接受较充足的光照，进而大幅度提高养殖效率，单位面积养殖产率相比于传统方法可提高数倍左右。研究中发现，即便是开放式培养可以通过培养液水分的蒸发调节温度，在室外进行薄层培养时仍存在培养液温度难于调控的缺陷，并且蒸发损失的水量也十分巨大，而封闭式光生物反应器的温度更加难于控制，该问题在养殖后期更加严重，培养液的温度会很快升高到难以接受的程度，这不仅会影响养殖效率，甚至会导致养殖失败。

本实用新型的发明人在研究中发现，在培养光合生物的装置中设置调温区，调温区通过由导热材料制成的隔层与培养区紧密接触，调温区内注满换热介质，可降低培养液温度随环境变化而变化的程度，并且可通过调节调温区内换热介质的温度，以热交换的方式调节培养区内培养液的温度，以低成本的方式实现对培养区内培养液温度的调控。

因此，为了实现上述目的，本实用新型提供了一种培养光合生物的装置，所述装置包括用于承装含有光合生物的培养液的培养区，其中，所述装置还包括调温区，所述调温区通过隔层与所述培养区紧密接触，所述隔层由导热材料制成，所述调温区用于充满换热介质。

本实用新型的培养光合生物的装置既可以用于开放式的养殖方式，也可以用于封闭式的养殖方式。

优选地，在所述调温区与所述培养区接触的接触面上，所述培养区的表面位于所述调温区的表面之内。

优选地，所述培养区的厚度为1-12cm。

优选地，所述培养区与所述调温区接触的面积与所述培养区的厚度的比值≥1m；更优选≥10m。

优选地，所述调温区的厚度≥10cm；更优选为15-50cm。

优选地，所述导热材料的导热系数≥0.2w/(m·k)。

本实用新型提供的培养光合生物的装置，通过设置调温区，并使调温区通过由导热材料制成的隔层与培养区紧密接触，调温区内注满换热介质，由于调温区与培养区之间只进行热量的交换而不进行物质的交换，因此相当于在保证培养区内的光合生物在接受良好光照的情况下增加了培养液的液厚，从而降低了培养液温度随环境变化而变化的程度；在温度过高或过低时，还可通过调节调温区内换热介质的温度，以热交换的方式调节培养区内培养液的温度，不会使培养液的温度骤冷或骤热，从而以低成本的方式成功实现对培养区内培养液温度的平稳调控；当不需要温度调控时，只需抽离部分换热介质，使换热介质不与隔层接触，即可还原常规的培养装置，灵活方便。本实用新型的培养光合生物的装置有利于光合生物大规模、低成本地进行室外薄层培养。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的一种优选实施方式的培养光合生物的装置的俯视图。

图2是图1所示的培养光合生物的装置的侧剖图。

附图标记说明