[发明专利]用于培养藻类的光合生物反应器系统

说明书

技术领域

本发明藻类培养技术领域，具体地，涉及一种用于培养藻类的光合生物反应器系统。

背景技术

光合生物反应器是实现光合生物技术产品工业化的最重要环节。它是连接分子生物学和细胞生物学上游技术和光合生物技术产业化的桥梁，也是生物科学，生物化学，计算机科学和工程等多种学科的交叉学科产物。光合生物反应器与已有的各种生物反应器的根本区别在于它需要满足光合生物对光质、光强和光周期的要求。光合生物反应器的应用领域广泛，主要为蓝藻，微藻、植物细胞和组织的培养、大藻的细胞育种和育苗等。在研究、开发和生产中均需使用不同的光合生物反应器，在反应体积扩大后，光的供给往往受到限制，尤其当细胞密度达到较高时，提高反应器的受光面积体积比成为光生物反应器设计的重要参数之一。从培养对象考虑要求反应器内混合均匀，剪切力小，气体供给定量和均匀，密封性能好，接种、加(排)料和长时间运转不易染菌等等。尽管考虑了上述需要注意的技术问题，然而，现有的反应器培养藻类的质量和效率仍然很低。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于培养藻类的光合生物反应器系统，用以提高藻类培养的质量和效率，该系统包括：

反应器，其内部密封盛放有藻类和用于培养藻类的培养液；

供气系统，与反应器连通，用于为反应器提供藻类光合生物反应所需的气体；

气体质量测量装置，与供气系统连接，用于测量供气系统的供气量；

培养液补充装置，与反应器连通，用于为反应器补充藻类培养液；

碱液补充装置，与反应器连通，用于为反应器补充碱液；

测量仪表，与反应器连接，用于实时测量反应器内的各参数值；

控制装置，与供气系统、气体质量测量装置、培养液补充装置、碱液补充装置和测量仪表连接，用于根据测量仪表实时监测的各参数值，控制供气系统、气体质量测量装置、培养液补充装置和碱液补充装置工作。

在一个实施例中，测量仪表包括：溶氧仪，用于测量反应器内二氧化碳的溶解程度；

控制装置具体用于根据溶氧仪的测量结果，控制供气系统为反应器内补充二氧化碳气体。

在一个实施例中，测量仪表，包括：pH仪表，用于测量反应器内的pH值；

控制装置具体用于当pH仪表监测到反应器内的pH值低于预设值时，控制碱液补充装置为反应器补充碱液。

在一个实施例中，测量仪表，包括：光浊度计，用于监测反应器内藻类的密度；

控制装置具体用于根据光浊度计的监测结果，控制培养液补充装置为反应器补充藻类培养液，或控制藻类培养结束。

在一个实施例中，上述用于培养藻类的光合生物反应器系统还包括：培养液泵，其一端与反应器连通，另一端与培养液补充装置连通；

控制装置具体用于根据测量仪表的测量结果，控制培养液泵的速度，为反应器补充相应流量的培养液。

在一个实施例中，上述用于培养藻类的光合生物反应器系统还包括：碱液泵，其一端与反应器连通，另一端与碱液补充装置连通；

控制装置具体用于根据测量仪表的测量结果，控制碱液泵的速度，为反应器补充相应流量的碱液。

在一个实施例中，上述用于培养藻类的光合生物反应器系统还包括：气体混合过滤装置，其一端与反应器连通，另一端与供气系统连通。

在一个实施例中，供气系统包括：氮气供气装置；

气体质量测量装置包括：氮气气体质量流量计，用于测量氮气供气装置的供气量；

控制装置具体用于根据氮气气体质量流量计的测量，控制氮气供气装置，为反应器补充相应流量的氮气。

在一个实施例中，供气系统包括：氧气供气装置；

气体质量测量装置包括：氧气气体质量流量计，用于测量氧气供气装置的供气量；

控制装置具体用于根据氧气气体质量流量计的测量，控制氧气供气装置，为反应器补充相应流量的氧气。

在一个实施例中，供气系统包括：二氧化碳供气装置；

气体质量测量装置包括：二氧化碳质量流量计，用于测量二氧化碳供气装置的供气量；

控制装置具体用于根据二氧化碳质量流量计的测量，控制二氧化碳供气装置，为反应器补充相应流量的二氧化碳气体。