[实用新型]一种内置光源生物反应器及生产养殖设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物技术领域，具体涉及内置光源生物反应器。 

背景技术

微藻生物柴油是液体生物燃料的未来发展方向，具有能量转化效率高、与普通陆生农作物相比，单位面积的产率可高出数十倍，从而可实现工厂化养殖。微藻制油的原理是利用微藻光合作用，将化工生产过程中产生的二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，再进行提炼加工，从而生产出生物柴油，即可通过藻类的光合作用，将废水废气中的营养物质和二氧化碳转化为生物燃料、蛋白质。在石油价格大幅上升，粮食短缺问题日渐突出的今天，该产业有着广阔的发展前景。 

用于生产生物柴油的微藻的养殖主要分为两个阶段，即繁殖阶段和产油阶段。在微藻养殖的繁殖阶段，微藻主要吸收红黄光及蓝紫光(波长范围在620-700nm和410-470nm)，同时吸收碳、氮、磷等元素，进行繁殖而不产油；在微藻养殖的产油阶段，不再通入氮源保持少量磷的通入并持续通入CO₂，保持光照，微藻因富碳和氮饥饿从而产油效率明显增加，并繁殖速度显著降低。 

为进一步提高微藻生物柴油的单位产量、实现立体化养殖，必须使用专用的微藻养殖光反应器。现有技术中的微藻养殖光反应器虽然相比较跑道池、多级池等露天直接养殖，养殖密度、单位面积产量都有明显提高，但是由于微藻生长与产油的光源仍为自然光，微藻对太阳光的利用并不充分，具有不确定与不可控性，与工厂化生产稳定、持续的要求完全背道而驰，加之营养补充、二氧化碳充气等辅助养殖功能也未实现自动化，使其与实际产业化应用尚有较大距离。 

因此，目前本领域迫切需要一种技术能够克服上述现有技术中的微藻养殖光反应器的可控性差、自动化程度低、效率低的弊端。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可根据不同种类藻类不同阶段的养殖需求配比最佳的光源、二氧化碳、营养、温度、流速等要素的内置光源生物反应器，从而实现超高密度海藻养殖的稳定、可控，满足产业化需求。 

根据本实用新型的一个方面，提供了一种内置光源生物反应器，该内置光源生物反应器包括： 

反应容器，反应容器上设有盖板且反应容器容纳供微藻生长的培养液； 

进出料装置，进出料装置与反应容器密封连接，进出料装置上设有阀门和开关； 

发光装置，发光装置设在反应容器内部且当反应器工作时，该发光装置至少部分或全部浸没于的培养液，从而在反应容器内提供微藻生长所需的光，其中发光装置所发出的光的光强在反应容器的深度方向(Z轴方向)是均匀的或大致均匀的；和 

气体分布器，气体分布器用于向反应容器内提供微藻生长所需的气体。 

在另一优选例中，发光装置所发出的光的光强在反应容器的水平方向(包括X轴和Y轴方向)基本均匀。 

在另一优选例中，所述“均匀的或大致均匀的”指任一深度处的光强D1与在整个深度范围的平均光强Dm满足下式： 

1.5≥D1/Dm≥0.7。 

较佳地，1.2≥D1/Dm≥0.8；更佳地1.1≥D1/Dm≥0.9。 

在另一优选例中，反应容器的周围设有温控装置，该温控装置用于维持反应容器内的液体环境温度处于适合微藻生长的范围内。 

在另一优选例中，反应器还设有营养布料装置，该营养布料装置用于向反应容器内提供微藻生长所需的营养。 

在另一优选例中，该温控装置为控温水管。 

在另一优选例中，适合微藻生长的范围指15-45℃，较佳地20-40℃。 

在另一优选例中，内置光源生物反应器还设有监测系统，用于监测液体环境的参数，参数选自：PH值、温度和/或养料浓度。 

在另一优选例中，发光装置包括导光板和发光单元，发光单元产生的光透过导光板传导使导光板整体发光。 

在另一优选例中，发光装置还包括支架，支架用于固定支撑导光板，支 架与反应容器和/或盖板可拆卸地连接，发光单元嵌于导光板。 

在另一优选例中，在盖板上设有出气孔。 

在另一优选例中，该发光单元为LED发光单元。 

在另一优选例中，该内置光源生物反应器中设有多块导光板，较佳地3-100块，更佳地4-80块，最佳地5-50块。 

在另一优选例中，导光板由具有防弱酸性能的透明有机材料制成。 

在另一优选例中，发光装置工作时发射至少2个不同波长的光。