[实用新型]一种气升跑道式生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种培养藻类的生物反应器，具体涉及一种气升跑道式生物反应器，该反应器适用于培养等鞭金藻、三角褐指藻、纤细角毛藻、牟氏角毛藻、雨生红球藻等各种微藻。

背景技术

微藻能有效利用光能、CO₂和无机盐类合成蛋白质、脂肪、碳水化合物以及多种高附加值生物活性物质，可以通过微藻培养来生产保健食品、食品添加剂、饲料、生物肥料、化妆品及其他天然产品。另外，近年来利用藻类为宿主的基因产物的生产也日益受到关注。微藻生物资源的开发对于减缓土地、环境、能源和人口危机，弥补传统农作物的不足与局限，以及促进传统农业向工业化生产过渡都具有重要的意义。随着人类对微藻的认识不断加深，开发和研制新型高效光生物反应器及其在微藻的高密度培养方面的应用研究已成为微藻生物技术的一个重要组成部分。目前，微藻培养装置主要有开放式和封闭式两种光生物反应器。

开放式光生物反应器已普遍应用于商业化微藻大规模培养中，它具有投资少、成本低、技术要求简单等优点，主要有四种类型：浅水池、循环池、跑道池式、池塘。其中最典型、最常用的开放池培养系统是Oswald设计的跑道池反应器(race-way photobioreaccor)，占地面积小、污染少，以自然光为光源和热源，提高了藻体细胞的光能利用率，在螺旋藻、小球藻和盐藻的大规模培养中取得良好的效果；但是，开放式光生物反应器容易受外界环境影响，难以保持较适宜的温度与光照；并且，会受到灰尘、昆虫及杂菌的污染，不易保持高质量的单藻培养；此外，光能及CO₂利用率不高，无法实现高密度培养。

美国Solix公司开发了一种水浮薄膜吊袋式微藻培养系统，是一种封闭式光生物反应器，将数百米长的吊袋悬浮于水池中，一方面供助水的浮力来减轻塑料膜的承压，另一方面也可利用水池中的水来实现吊袋培养系统的温度缓冲；然而塑料膜的承压强度低，导致此类塑料膜光反应器难于放大。此外，传统的封闭式生物反应器也存在成本昂贵、投资大，采用人工内置光源和热源、耗能高，可培育藻种单一，培养后期由于细胞浓度的升高限制光的穿透从而降低光照效率，在培养过程中由于水压增加使细胞受到损伤等缺点。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种气升跑道式生物反应器，该生物反应器适用于阳光工厂化、规模化培养微藻，可以有效解决水泥池占地面积过大、开放池容易污染、光照利用不充分、养殖过程中藻体损伤严重、养殖成本过高等技术缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种气升跑道式生物反应器，其培养主体为透明亚克力PC材料制备成的封闭式跑道池，其特征在于，所述的跑道池内部的弯处安装有两个螺杆泵机械推进泵，内部中央设有隔板，内部两侧壁分别安装有营养盐导通管和注入水导通管，内底两侧各具有一根CO₂充气管；所述的营养盐导通管、注入水导通管和CO₂充气管分别与封闭式跑道池外部的营养盐补充装置、水处理装置和CO₂充气装置相连；所述的跑道池池壁外侧设有可开启两侧跑道池的卡扣；所述的CO₂充气管每隔0.15m设一开口，营养盐导通管、注入水导通管上分别安装有9-12根注入管。

进一步的，所述的气升跑道式生物反应器还具有不锈钢支架和辅助光源LED灯，不锈钢支架安设于跑道池的外底部，辅助光源LED灯安设于不锈钢支架上、跑道池外底部；所述的辅助光源LED灯为红色LED冷光灯、蓝色LED冷光灯和白色LED冷光灯，池体上方覆盖可卷动的塑料透光薄膜采用辅助光源；所述的不锈钢支架高0.6-1.2m，支架下方安装有若干可动轮及其驻动装置。

进一步的，所述的跑道式生物反应器还具有双面跑道清洁装置，包括清洁池内片和清洁池外片，二者密实地置于跑道池内外，利用异性磁极的吸引作用可使里面的一片跟着外面一片运动。

进一步的，所述的跑道池规格为：长54-60m，单侧宽0.6-0.7m、总宽度1.2-1.4m，池高0.5-0.6m；所述的隔板长52-58m，距离池两侧均为1m，隔板高0.4m，注水水深0.2-0.3m，营养盐补充管和注入水补充管距离池底0.2m以下；跑道池厚度均一，均为3mm；卡扣位于池高0.4m处。