[发明专利]一种旋转且带有光反射的微藻培养装置

说明书

本发明提供一种旋转且带有光反射的微藻培养装置，其为基座上带有旋转的双层球形壳体，其上端是透气及观察孔，双层球形壳体外层由具有足够结构强度的不透明材料构成，内层为内衬在外层壳体上的镜面结构。球心位置为光源及保护罩，与基座相连以供应电力，构成装置的不可转动部分，与内衬镜面的距离小于微藻浓度最高值时的透明度。基座转动部分设置两个以上的加料搅拌喷管，随壳体一起转动，构成装置的可转动部分。本发明旋转部分所提供的惯性离心力可充当重力的作用，故能够在外太空及宇航环境中无重力及微重力条件下进行微藻的培养。本发明也适合有重力条件下进行微藻的培养，具有光能利用效率高、微藻培养环境稳定等特点，应用前景良好。

技术领域

本发明属于微藻培养工程装备与技术领域，涉及一种旋转且带有光反射的微藻培养装置。

背景技术

微藻顾名思义即微小的藻类，一般是指单细胞藻类，也就是只有一个细胞的植物，其种类繁多，功能多样，是水域生态系统生产力的基础，具有广泛的用途。水域中的微藻，也就是浮游植物，其生态功能等同于陆地上的绿色植物，进行光合作用，为水域生态系统中其他营养级生物提供了绝大多数的物质和能量来源，是渔业生产的重要饵料来源。特别是，不同种类的微藻具有不同的特性，可以特异合成与累积一些具有重要药用价值、保健价值、经济价值的物质，例如产生类胡萝卜素、虾青素的微藻，以及富油微藻、富集蛋白质的微藻、螺旋藻等，对于前述具有重要用途与经济价值微藻的培养是很大的一个产业。

鉴于微藻的重要价值和用途，有关微藻培养的专利技术多不胜数，有数千项之多。作为一种单细胞的植物，微藻的培养需要提供适宜的光照、营养盐、水质环境条件，相当多的专利技术是围绕这些问题和需求而提出的。例如，为提高微藻培养的光利用效率，申请号为2011203597923、2014103094299、2014205459372相关专利提出了外部照明内置旋转集光罩、或内置照明、以及旋转受光等不同的照明思路；为优化混合效果、避免微藻沉积附生等缺陷，申请号为2012207005568、201420668458X、2015102003583等专利提出了不同旋转方式的微藻培养方式。基于微藻独特的生态功能及特点，在可能的将来，微藻培养很有潜力应用于太空开发、宇航征途中，成为外太空中人为营造生态系统的必要和重要组成部分，但目前，尚未见到在外太空无重力或微重力环境中，进行微藻培养的思路以及专利设计。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术中存在问题，提出了一种旋转且带有光反射的微藻培养装置，适合各种微藻的培养，尤其适宜应用于无重力或微重力条件下的外太空环境中进行微藻的培养。

本发明的技术方案是：

一种旋转且带有光反射的微藻培养装置，该装置包括支撑座、旋转基座、外壳体、光源和加料搅拌喷管；旋转基座位于支撑基座上部，旋转基座的外圈为转动部分，其旋转速度和旋转方向通过控制元件调控；外壳体为不透明的球状外壳，固定在旋转基座可转动部分上部，随旋转基座一同转动，其结构强度足以确保转动部分在加满微藻培养液后最高转速旋转状态下的安全，且保留20％的安全余量。外壳体内壁内衬镜面反射材料，镜面向内，作用是在球体内部反射球心位置光源所发出的光线；外壳体顶部设置透气及观察孔，该孔处覆盖透气薄膜仅能通过气体不能通过液体，用于内部微藻培养状况的观测；外壳体的中心位置设置光源，光源固定于旋转基座的中心非转动部分上，并由基座接入电力供应，光源外部通过透明的光源保护罩将其与装置内的微藻培养液隔离开；旋转基座的转动部分上均匀布置两个以上的加料搅拌喷管。

进一步地，光源的强度、波长通过控制元件调控，确保光源发出的光线能够抵达镜面反射壁面。整体球形培养装置的直径不应太大，并加大球心光源保护罩的直径，保证微藻培养末期微藻密度较高时，光源的光线也能够抵达壳体并进行反射，也就是说光源至内衬镜面的距离不应大于微藻浓度最高时透明度的数值。

进一步地，所述的旋转基座的外圈转动部分的转速，能够保持球体中微藻培养液在无重力或者微重力条件下，聚集紧贴在双层球体外壳上，而不会四处逸散。