[发明专利]光生物养殖装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光生物养殖装置。

背景技术

光合微生物或植物细胞，可利用太阳能、水和简单的矿物质合成有机物及氢气、甲烷等形式无机物。微藻就是其中一个典型代表，它是一类个体微小的光能自养型/兼养型、单细胞/简单多细胞生物，具有分布广泛、种类繁多、光合效率高、生长速度快、适应性强等特点。微藻每年固定的CO2约占全球净光合产量的40％，再加上其富含脂类、烃类、蛋白、可溶性多糖等高价值抗氧化性天然色素，因此微藻在环保、能源和保健等领域倍受关注。

现有的微藻培养方式以“大水体培养”为主，其培养系统主要包括开放式跑道池和封闭/半封闭式反应器。跑道池多为椭圆形或圆形浅池，池中藻液多为20-30cm深，通过滚筒状搅拌桨对藻液进行持续搅动，从而实现整池藻液的循环流动，以使藻液中微藻细胞及各营养物分布均一。但跑道池的养殖产量一直不够理想，主要是由于随着微藻细胞生长，藻液浊度逐渐升高，阳光摄入藻液表层几厘米后即衰减为零，即仅表层液面一薄层微藻细胞可见光进行光合作用，且藻液在竖直方向上的混合效果较差，单位体积藻液的受光面较小，光利用效率低。封闭/半封闭式反应器多呈管、柱、板状，高度可达2m以上。反应器的光利用效率随其高度的增加而增大，但与此同时反应器中部及底部所受液体（藻液）压强亦增大，致使反应器制造成本和供气能耗大幅提高。此外，反应器受光面无法随外界自然光源的变化而做出相应调整，且反应器高度受其制造材质（特别是受光面材质）同时具备较好透光性及较高强度的条件制约，也使反应器光利用效率的提升空间受到限制。

美国专利US2011/0217764A1公开了一种使藻细胞附着于绳索表面，并通过滚轮结构令缠绕于其上的绳索不断暴露于营养液和阳光中，使绳索上的藻细胞得以生长的培养装置，其摒弃了传统的以液体为培养载体的“大水体培养法”，提高了微藻细胞光利用效率和载体（绳索）上藻细胞浓度、降低收集和干燥成本，可实施于户外开放式养殖系统中，实际应用性较强。上述结构的培养装置空间利用率不足，“分光”效果有限，无法随外界环境（光强）变化及藻细胞不同生长阶段的需求对分光（相当于细胞受光）进行调节。

美国专利US20120107919A1公开了一种多级光反应器，该反应器内装有多层水平孔板，构成该反应器的“培养区”。藻液泵至反应器顶端后喷洒于首层孔板之上，落于首层孔板上的藻液沿板上孔洞流下，并在首层孔板背面聚集成液滴后落于第二层孔板之上，第二层孔板上藻液沿板上孔洞流下并在其背面聚集成液滴后落于第三层孔板之上，如此至液滴落入反应器底部后再被泵至反应器顶端重复上述过程。CO₂作为营养元素（碳源）自反应器底部通入，使液滴中的藻细胞在充满光源和CO₂气体的“培养区”中生长。上述结构中多层水平孔板竖直排列应用在自然环境中时，存在严重遮光问题，致使藻细胞在该反应器“培养区”底部受光不足。此外，装置不能根据外界光源变化及藻细胞不同生长阶段需求进行相应调节，以优化分光效果。此外，碳源（CO₂/含CO₂的混合气体）以气态形式通入整个养殖空间，规模化应用难度大、成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分光效果好的光生物养殖装置。

为实现上述目的，提供一种光生物养殖装置，包括支承架和悬挂于支承架上的可吸附光生物细胞、营养液和光生物养殖液的载体。

根据本发明，还包括：设置于载体下方的池体；其中，载体在水平面内的投影均位于池体的内周壁在同一水平面内的投影内。

根据本发明，还包括：为载体提供营养液或光生物养殖液的循环装置。

根据本发明，循环装置包括：设置于支承架上的布液件，布液件包括进液口和朝向载体设置的出液口；以及与布液件的进液口流体连通的输液装置。

根据本发明，支承架包括：两个间隔地且相互平行设置的支承杆；两端分别可移动地连接于两个支承杆的第一支撑件，其中载体悬挂于第一支撑件上；循环装置包括：驱动第一支撑件沿支承杆往返移动的驱动部件。

根据本发明，还包括，调节载体的受光面积的调节部件。

根据本发明，载体由玻璃纤维、尼龙、棉、麻、碳纤维、合成纤维、海绵、塑料泡沫、金属、合成塑料中的一种或多种材料制成。

根据本发明，载体包括基部和覆盖基部的覆盖部，覆盖部由可吸附光生物细胞、营养液和光生物养殖液的吸附材料制成。

根据本发明，载体为凹凸状结构或设置有通孔的结构。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：