[实用新型]一种气升式管道光生物反应器

说明书

本实用新型公开了一种气升式管道光生物反应器，包括反应器支架，以及若干根前排垂直管道和后排垂直管道，前排垂直管道与后排垂直管道的数量相同且交错设置；后排垂直管道的下部均设置有曝气管，曝气管与压力气源连通；后排垂直管道上端分别与前排垂直管道的上部一一对应连通；前排垂直管道的下端与设置其下方的前排底部管道连通,后排垂直管道的下端与设置其下方的后排底部管道连通,前排底部管道和后排底部管道的右端连通，后排底部管道左端开设有进出料口，进出料口处设置有进出料阀门；前排垂直管道的顶部均设置有排气支管，排气支管均与排气总管连通；前排垂直管道与后排垂直管道以及前排底部管道和后排底部管道均呈透明状。

技术领域

本实用新型属于微藻培养装置技术领域，尤其涉及一种气升式管道光生物反应器。

背景技术

微藻是一类光合自养微生物，能够利用光能和二氧化碳通过光合作用合成有机物，如多糖、蛋白、脂质以及维生素等，这些活性物质进一步被人们用来开发成保健品、食品和药品。作为一种纯天然的绿色植物资源，微藻的开发受到越来越多的重视。

目前，获取微藻生物质的方法主要有两类，一类是通过开放式或半开放式的跑道池培养，一类是通过封闭的光生物反应器培养。由于跑道池构造简单，成本低，是使用最广泛的一种模式，但是开放的环境下培养过程容易受到污染，不能获得高品质的微藻。封闭式的光生物反应器有管道式、平板式、柱状等，相对密闭的环境使得培养过程可控，获取的微藻资源可进一步开发为食品和药品资源。

管道式光生物反应器是当前应用最为广泛的一种封闭式培养模式，该系统主要由水平管道、循环罐和驱动泵三部分组成。具体地，在泵的作用下液体沿管道流动，同时接收自然光或人工光照进行光合作用，流动一定距离后返回循环罐，在此处进行气液交换，脱除光合作用产生的溶解氧并补充二氧化碳，保持一定停留时间后再由泵打回水平管道。该系统存在以下不足：（1）水平管道占地面积大；（2）微藻在水平管道中进行流动的同时进行光合作用，随着流动距离的增加，溶液中的溶解氧逐渐增多，后期抑制了光合作用，为解决此问题管道的长度不能太长，由此限制了规模化的培养。（3）一般情况下循环罐采用吨桶或者不锈钢储罐，此部分光照较弱或不见光影响了整体的光合作用，循环罐体积占整个培养系统总容积的三分之一以上。（4）驱动力一般为水泵，存在剪切力大的问题，只有少数几种能够耐受较大剪切力的藻种才能在此系统中培养。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种气升式管道光生物反应器，包括反应器支架，以及固定在反应器支架上的若干根前排垂直管道和后排垂直管道，所述前排垂直管道与所述后排垂直管道的数量相同且交错设置；所述后排垂直管道的下部均设置有曝气管，所述曝气管与外部的压力气源连通；所述后排垂直管道上端分别与其前方的前排垂直管道的上部一一对应连通；所述前排垂直管道的下端与设置其下方的前排底部管道连通, 所述后排垂直管道的下端与设置其下方的后排底部管道连通,所述前排底部管道和后排底部管道的右端连通，所述后排底部管道左端开设有进出料口，所述进出料口处设置有进出料阀门；所述前排垂直管道的顶部均设置有排气支管，所述排气支管均与排气总管连通；所述前排垂直管道与后排垂直管道以及前排底部管道和后排底部管道均呈透明状。

进一步地，所述前排垂直管道的高度大于所述后排垂直管道的高度，两者之间的高度差在5厘米到20厘米之间。

进一步地，所述前排垂直管道与所述后排垂直管道的直径相同，均在5cm与10cm之间；所述前排垂直管道与所述后排垂直管道中每两个相邻管道之间的间距相同，均在其管道直径的0.5倍到2倍之间；所述前排垂直管道与后排垂直管道之间的纵向间距为其管道直径的1倍到2倍之间。

进一步地，所述后排垂直管道中的气体含率在0.05vvm到0.2vvm之间。

进一步地，所述前排底部管道上设置有pH计和浊度计。

本实用新型的有益效果：