[实用新型]一种气泡导向组件及其高密度微生物培养装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及微生物培养技术领域，尤其是涉及一种气泡导向组件及其高密度微生物培养装置。 

背景技术

现代空气污染的主要原因是由烧煤烧油烧气的工业操作产生的工业废气和多种烧油的运输工具放出的尾气的过量排放，其主要成分包括有害的二氧化碳，氧化氮，氧化硫和一氧化碳及无害的氮气和水蒸气。大气层中有过量的二氧化碳会造成温室效应，并可使海水变酸，是造成世界环境恶化的主要原因。氧化氮和氧化硫虽不会造成温室效应，但这些气体遇水后可以变成酸，酸雨就是这些气体遇水后变成酸形成的。酸雨降到地表，可导致土壤中有机质流失，使土壤贫瘠化，并可引起地表水源酸化使水生生物减少甚至绝迹，破坏生态环境。酸雨悬在空中还是形成霾的一种原因，可造成严重的空气污染。目前还没有成熟的废气处理技术可以控制二氧化碳的排放。对于其处理技术的发展方向也还没有一个统一的认识。海底埋藏和藻类固碳就是两种有代表性的研究热点。海底埋藏技术要求高，投资量大。相比之下，藻类固碳有更广泛的基础，许多国家都在进行藻类固碳的尝试，方法不同，结果各异，但至今还没有突破。 

微生物环保系统是用微生物的生长取代化学反应，并让微生物有效地利用所提供的人造环境进行生长。废气中的氧化硫、氧化氮和二氧化碳都可自然溶于水为微生物生长所用，微生物环保系统既用于气体的吸收又进行微生物培养。微生物环保系统的中心是生物固碳，选用的微生物多数是各种微藻，养植方法可分为开放式和封闭式。开放式养植主要是用赛道和池塘，其优点是建设和使用费用低、便于工业化、易清洗；其缺点是生产效率低，易被污 染，占地大，耗水多。封闭式系统主要是各种光反应器，其优点是生产效率高、不易被污染、占地小、耗水少；其缺点是建设和使用费用高、不易清洗、大规模工业化应用较为困难。作为研究开发的重点之一，工业界一直在找一种既能用于工业化生产，又有高效率的培养装置，但多年来一直没有新突破。现有的微藻的培养系统都不能满足固碳的需要，也达不到微藻工业化生产的目的。 

在微生物培养过程中，通常需要将气态营养物以气泡的方式传递到微生物的培养液里，尤其是光合微生物如藻类，需要在存在太阳辐射和例如二氧化碳等富含碳的气体的情况下、在适当营养培养介质中生长并进行光合作用，因而增加气态营养物在微生物培养液里的供应有利于微生物的生长。目前，增加气态营养物供应的方法有三种：第一是增加气体的传输率，把更多的气体在一定时间内压入微生物培养环境中；第二是减小气泡的直径，使气泡可以溶解在培养液中；第三是增加培养器内气泡经历的微生物培养液的高度。这三种方法的缺点是：①都会增加微生物培养过程的能量消耗，从而增加生产成本；②不能把微生物培养器的模式放大到工业化生产的规模；③不能使用只装少量微生物培养液的微生物培养器进行培养，限制了微生物培养器的应用；④对于微藻培养，现有技术只能把二氧化碳气体与光能同时提供给一小部分微藻细胞进行光合作用，降低了培养效率。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题和不足，提供一种能耗低、效率高、可以模块化组装的气泡导向组件及其高密度微生培养装置。 

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种气泡导向组件，包括至少两个沿水平方向排列的曲折导向构件；所述曲折导向构件包括至少两个在竖直方向依次上下相连的导向板，所述导向板相对水平面倾斜设置，并且同一曲折导向构件中任意相邻的导向板相对水平面的倾斜方向相反，任意相邻的曲折导向构件之间形成曲折上升的通道；所述曲折导向构件的任一导向板与相邻曲折导向构件的最靠近的导向板在水平面的投影部分重叠。 

所述气泡导向组件还包括用于固定所述曲折导向构件的固定件。 

本实用新型的气泡导向组件极大地增加了单位体积内气泡导向的面积，并且实现了模块化，可以根据需要方便地进行组装，可以应用于微生物的规模化培养。 

作为进一步的改进，所述导向板为平面板或弧形板或波浪形板。所述导向板为平面板时，其与水平面的夹角为优选为10～30°。 

作为进一步的改进，相邻所述曲折导向构件的间隔为15-50mm。 

本实用新型还提供了一种高密度微生物培养装置，所述高密度微生物培养装置包括容器、气泡发生装置、至少一个如权利要求1～5任一项所述的气泡导向组件，所述气泡发生装置和气泡导向组件设置在所述容器中，所述气泡发生装置设置在气泡导向组件的底部。 

进一步地，所述气泡导向组件与所述容器的内壁之间留有供培养液流动的间隙。所述曲折导向构件上或者容器的内壁上还可设置光源，例如LED灯。 

本实用新型的有益效果是：