[实用新型]一种封闭式玻璃管道光生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及微藻养殖技术领域，具体涉及一封闭式玻璃管道光生物反应器。

背景技术

微藻是自然水体的主要生产者，在全球能量转化和碳素循环中发挥重要作用，每年通过微藻光合作用固定的CO₂约占全球CO₂固定量的40%以上。同时，微藻细胞富含蛋白质、色素及多种不饱和脂肪酸等高附加值生物活性物质，逐步成为保健食品、医药及精细化工等领域的重要材料来源。随着传统化石能源（石油、煤炭等）的日益枯竭，微藻作为可再生能源（油脂等）得到了人们的高度重视，具有重要社会和环境效应的微藻产业则显示出广阔的应用前景。

目前，封闭式光生物反应器有多种形式，如柱式、管式和板式。相比于开放式培养，封闭式培养不容易受污染，节约水资源，培养密度高，收获成本低，但目前现有的封闭式光生物反应器还存在一定的缺陷：虽然封闭式培养的产率要高于开放式培养，但是微藻的光能利用率还很低。如何提高微藻细胞对光能的利用率是提高产率、降低成本的重要途径。

微藻的光合作用过程可分为两个阶段，称为光反应和暗反应。在光反应阶段，微藻细胞接受光量子并转换为化学能；在暗反应阶段，微藻细胞利用化学能合成细胞组份。在暗反应阶段，微藻细胞不需要光照甚至光照反而有害。因此，对单个微藻细胞而言，持续的光照意味着光量子的浪费。

另一方面，在规模培养的光生物反应器内以及通常的细胞密度下，光线在培养液内传播时会迅速衰减，光的穿透距离为几毫米，在高细胞密度下只有1mm左右。光生物反应器内事实上可分为靠近光照面内壁面的光区与之外的暗区两部分。如果微藻细胞以特定频率(通常高于1Hz的频率)在光生物反应器的光区与暗区频繁置换时，会产生“闪光效应”，光能的利用率会得到很大提高。即，当微藻细胞在光生物反应器的光区与暗区之间来回穿梭，就可使得接受过光照的微藻细胞及时进入暗区进行暗反应，同时使得完成了暗反应的微藻细胞回到光区再次接受光照，这样就使得进入光生物反应器的光量子被充分利用。因此通过强化培养液的混合，使微藻细胞在光区与暗区之间高频率来回穿梭，可以提高总体的光能利用率和微藻细胞的产量。

然而现有的封闭式光生物反应器光源均设置于玻璃管的外面，光线很难穿透到达玻璃管的中部，即使有气泡在玻璃管内持续缓慢上升，玻璃管内的内层和外层的藻液也不会循环，因此，如何增加闪光效应和是提高微藻细胞对光能的利用率是亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于通过对现有封闭式光生物反应器进行改造，从而实现增加闪光效应和是提高微藻细胞对光能的利用率的目的。

本实用新型采用的技术方案是：

一种封闭式玻璃管道光生物反应器，包括支架1，支架1上安装若干排、每排若干列光生物反应器单体2，每个光生物反应器单体2包括竖直布置的玻璃管21，玻璃管21的两端通过塞子22封堵，上端的塞子上设置出气管23，下端的塞子上设置进气/水管24，进气/水管24上设置阀门25，玻璃管21内盛装微藻培养液，其特征在于：玻璃管21的中部设置一个穿过上端塞子、靠近下端塞子的下端封闭的灯管26，灯管26内装一条LED灯带27，LED灯带27上组装若干个LED灯珠28。

进一步地，每个进气/水管24与进气/水总管3连通。

进一步地，每个LED灯珠28与电缆4连接。

进一步地，每个灯管26内还装设电热管。

进一步地，所述的进气/水总管3接通空气供应装置。

进一步地，所述的进气/水总管3接通二氧化碳供应装置。

进一步地，所述的进气/水总管3接通培养液供应装置。

与现有技术相比，本实用新型结构简单，光源位于培养液的中部，因此能最大咸度地利用光能，且通过气泡的上升，闪光效应发生的几率大幅度增加，因此可大大提高微藻细胞的产量。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图。

图2是图1的右视图。

图3是图2中A处的局部放大图。

具体实施方式

实施例1，参见图1-3，一种封闭式玻璃管道光生物反应器，包括支架1，支架1上安装2排、每排16列光生物反应器单体2，每个光生物反应器单体2包括竖直布置的玻璃管21，玻璃管21的两端通过塞子22封堵，上端的塞子上设置出气管23，下端的塞子上设置进气/水管24，进气/水管24上设置阀门25，玻璃管21内盛装微藻培养液，其特征在于：玻璃管21的中部设置一个穿过上端塞子、靠近下端塞子的下端封闭的灯管26，灯管26内装一条LED灯带27，LED灯带27上组装120个LED灯珠28。每个进气/水管24与进气/水总管3连通。每个LED灯珠28与电缆4连接。每个灯管26内还装设电热管。进一步地，所述的进气/水总管3接通二氧化碳供应装置。