[实用新型]一种微藻培养装置

说明书

本实用新型公开了一种微藻培养装置，包括封闭式反应器组件、两个负压储液罐、控制电柜、简易空气净化装置、以及辅助水泵。本实用新型要点在于通过两个负压储液罐轮换储液达到负压高效驱动目的的微藻培养装置，该装置不仅克服了传统开放式培养无法无菌培养的缺陷，相比于其他方式驱动的封闭式培养装置更具有培养过程剪切力小而培养液扰动效果更佳，对藻细胞伤害小，能获得更高密度藻液，且能耗低等优点。

技术领域

本实用新型涉及生物技术领域，尤其涉及一种微藻培养装置。

背景技术

微藻是一类体型微小、结构简单的光合自养微生物，可利用阳光、CO2以及其它营养物进行增殖快速生长并可在细胞内合成大量有机物。微藻对CO2的转化效率是陆地高等植物的 10～50倍，因此对地球生态环境中的能量转化和碳循环具有重大的意义。同时微藻生物质中含有丰富的油脂、碳氢化合物和其他高附加值的生物活性物质，在制备液体燃料，生产医药、食品和动物饲料，以及CO2固定等方面具有广阔的应用前景。尽管有诸多优势，微藻的大规模培养仍是阻碍微藻产业化的主要原因之一。

微藻大规模培养主要分为开放式和封闭式培养，前者以跑道池居多，具有结构简单、建造和运行成本低、操作简单以及易管理维护等优点，但存在如占地面积大、水耗高、培养条件控制难、易被其他微生物污染、对环境气候要求较高以及光遮蔽效应等诸多缺陷。目前仅有少数能耐受能力强的藻种，如小球藻、盐藻和螺旋藻等可进行开放式培养，大多数藻种只适合在调控适宜的封闭式光生物反应器下培养。

封闭式光生物反应器分为有管道式、平板式、叠加式、柱状气升式和搅拌式发酵罐以及浮式薄膜袋等类型。其中管道式光生物反应器有较高的比表面积，且水力循环系统简单，应用最为广泛，然而传统的管道式光生物反应器在光能和空间利用率、溶解氧的排放、微藻贴壁以及管道清洗方面均存在一定问题。近年来开展了大量的针对管道式反应器的改进研究，如CN 105505765A公开了一种微藻培养系统，该培养系统包括培养液水箱、第一水泵、第一光生物反应器、第二水泵、曝气罐、管式光生物反应器及管式离心机，具有培养效率高、质量高且培养条件易控等特点，然而该培养系统的缺点是工艺复杂，且能耗大。为了节省能耗，缪坚人申请了专利《一种工业化生产用光合生物反应器系统》(CN 1475558A)，公开了一种封闭式管道微藻工业化生产光合生物反应器系统，该系统有效解决了微藻培养过程中贴壁问题，且能有效排除管道中蓄积的溶解氧，同时能耗低，仅有输液泵动力消耗，然而该反应器系统中的动力系统产生的剪切力会对藻细胞有一定程度的损伤。

所以如何设计一种微藻培养装置，如何解决传统开放式培养无法无菌培养的缺陷和动力系统产生的剪切力对藻细胞的损伤的问题。是业界亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的上述不足，提出了一种微藻培养装置，包括封闭式反应器组件、通过封闭式反应器组件上的管路连接的负压储液罐、通过负压储液罐上端管路连接的控制电柜、通过控制电柜上的气路电磁阀连接的简易空气净化装置、以及连接在封闭式反应器组件一端的辅助水泵；所述负压储液罐包括第一负压储液罐和第二负压储液罐，且下方均设计为锥底；所述负压储液罐上端设置有气路管，其中包括第一管路、第二管路、第三管路、以及第四管路；所述负压储液罐下端设置连接有单向逆止阀，其中与第一负压储液罐和第二负压储液罐连接的向上逆止管路并接为第五管路，以及与第一负压储液罐和第二负压储液罐连接的向下逆止管路并接为第六管路；所述封闭式反应器组件上设置有第七管路和第八管路，且分别与所述第五管路和第六管路相连；所述第一管路和第三管路分别连接控制电柜中的第一气泵的进气口和第一气路电磁阀，所述第二管路和第四管路分别连接控制电柜中的第二气泵的进气口和第二气路电磁阀。

优选地，所述简易空气净化装置包括柜体、设置柜体外部一端的进气口、设置在设置柜体外部另一端的第一出气口和第二出气口、以及设置在柜体内部的紫外灭菌灯；所述第一出气口与所述第三管路连接的第一气路电磁阀相连接，所述第二出气口与所述第四管路连接的第二气路电磁阀相连接。

优选地，所述封闭式反应器组件为管道式或平板式反应器。