用于微藻培养的列管式光生物反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及微藻培养领域，是一种用于微藻培养的列管式光生物反应器。包括培养管、连接头、端头装置和尾部装置，以及安装在培养管中的清洁装置。培养管与连接头固定在一起，且呈之字形向上延伸，使得培养气体在培养液的浮力作用下，自动沿着管道向上流动，并通过气泡的翻腾作用对培养液起到搅拌效果，提高培养气体的利用率。培养管内设置的清洁装置，始终与培养管管体内壁滑动接触，在外力的作用下可沿着管体轴向往复运动，对贴壁生长的藻种进行清理，提高管道的透光性。

Tubular photobioreactor for microalgae culture

【技术实现步骤摘要】
用于微藻培养的列管式光生物反应器
本技术涉及微藻培养领域，是一种用于微藻培养的列管式光生物反应器。
技术介绍
微藻在地球生态进化过程中起到了关键作用，微藻能通过光合作用，生成大量的蛋白质、油脂和各类脂肪酸等其他生命体所需的有机物质。因此对微藻的利用，越来越受到食品加工、农业生产、能源行业和医药行业的重视。目前，对微藻的人工培养主要有开放式和密闭式两种。对于开放式培养模式，会导致微藻与外界环境直接接触，在最终的产品中总是不可避免的出现细菌、浮游生物等入侵物种，从而导致微藻产品的纯度出现较大问题。对于密闭式培养模式，主要有管道式、平板式和圆柱式等具体的光生物反应器样式。其中的管道式光生物反应器，在培养过程中，由于反应器较为复杂，藻类在生长的过程中容易出现贴壁，且不易清理，同时存在培养气体利用率低的问题；平板式光生物反应器，通常采用玻璃或有机玻璃等材料制作反应器，成本较高，且在培养过程中容易出现培养液搅拌不均匀的问题；圆柱式光生物反应器，在培养过程中容易出现光照强度分布不均匀和培养气体利用率低的问题。
技术实现思路
鉴于此，本技术实施例提供了一种用于微藻培养的列管式光生物反应器，呈之字形向上延伸的培养管道，使得培养气体在培养液的浮力作用下，自动沿着管道向上流动，并通过气泡的翻腾作用对培养液起到搅拌效果，提高培养气体的利用率。培养管内设置的清洁装置可对贴壁生长的藻种进行清理，提高管道的透光性。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：用于微藻培养的列管式光生物反应器，包括培养管、连接头、端头装置和尾部装置，所述培养管通过连接头固定且呈之字形竖向排列；所述培养管内安装圆筒形清洁装置并在培养管外的套有相配合的驱动装置，所述清洁装置包括清洁刷以及包裹在清洁刷内部的磁环，所述清洁刷的外表面与培养管的内管壁相贴合并滑动接触；所述驱动装置呈圆筒形，包括保护套以及包裹在保护套内部的驱动环，所述保护套的外表面与培养管外壁相贴合并滑动接触；所述驱动环由两个对称的半圆环拼接而成且与磁环之间存在相吸的磁力作用。进一步的，所述培养管包括一体成型的管体和法兰盘一，所述管体为直线形圆管，其内径为100-150mm，管壁厚度为5-10mm，长度为1000-2000mm；所述法兰盘一设置在管体的两端且沿圆周方向均匀布置有若干个螺栓通孔一；所述清洁装置的长度为70-100mm；所述驱动装置的长度为70-100mm。进一步的，所述连接头包括一体成型的弯管体和法兰盘二，所述弯管体为弧度120-170度的半圆形圆管且其内径和管壁厚度均与培养管的管体相同；所述法兰盘二设置在弯管体的两端且沿圆周方向均匀布置有若干个与法兰盘一上的螺栓通孔一相对应的螺栓通孔二，所述螺栓通孔一和螺栓通孔二由螺栓固定连接。进一步的，所述培养管和连接头的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、苯乙烯丙烯腈共聚体、聚甲基异戊二烯、透明聚酰胺中的任意一种。进一步的，所述端头装置包括一体成型的进气管、采收管和法兰盘三，所述进气管位于端头装置的顶部中间位置，所述采收管位于端头装置侧面的顶部位置，所述法兰盘三位于端头装置的底部且沿圆周方向均匀布置有若干个与法兰盘一上的螺栓通孔一相对应的螺栓通孔三，所述螺栓通孔一和螺栓通孔三，由螺栓固定在一起。进一步的，所述尾部装置包括一体成型的排气管和法兰盘四，所述排气管位于尾部装置侧面顶部位置，所述法兰盘四位于尾部装置的底部且沿圆周方向均匀布置有若干个与法兰盘一上的螺栓通孔一相对应的螺栓通孔四，所述螺栓通孔一和螺栓通孔四，由螺栓固定在一起。进一步的，所述端头装置和尾部装置的材质为酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、呋喃塑料、有机硅树脂、丙烯基树脂和不锈钢中的一种。本技术的技术效果为：用于微藻培养的列管式光生物反应器，包括培养管、连接头、端头装置和尾部装置，以及安装在培养管中的清洁装置和套在培养管外的驱动装置。培养管与连接头固定在一起，呈之字形向上延伸，可使管道底部升起的气泡在浮力的作用下，自动向上漂浮，同时通过气泡的翻腾作用对培养液进行搅拌，并提高培养气体的利用率。清洁装置呈圆筒形并位于培养管内，包括磁环和清洁刷，磁环包裹在清洁刷的内部，清洁刷的外表面始终贴紧培养管的管壁，并与培养管内壁滑动接触。驱动装置呈圆筒形并套在培养管外侧，包括驱动环和保护套，驱动环包裹在保护套的内部，保护套与培养管外壁滑动接触，以防止驱动环对培养管造成磨损。驱动环由两个对称的半圆环拼接而成，以便于快速组装和拆除。驱动环的材质为磁铁、铁、钴、镍等亲磁材料，能和清洁装置中的磁环发生磁力作用，带动清洁装置沿着管体的轴向做往复运动，以清理掉贴壁生长的藻种，提高培养管的透光率。培养管包括一体成型的管体和法兰盘一，管体为直线形圆管，其内径为100-150mm，管壁厚度为5-10mm，长度为1000-2000mm，以确保培养管拥有良好的透光性。法兰盘一设置在管体的两端，且沿圆周方向均匀布置有若干个螺栓通孔一，用于延长培养管道。清洁装置外径比培养管管体的内径大1-3mm，以确保清洁装置始终贴紧培养管内壁，且运动阻力适中；其内径不小于70mm，以减少培养液在培养管中流动的阻力；长度为70-100mm，以防止清洁装置在往复运动中发生翻转。驱动装置内径比培养管外径大3-5mm，以确保驱动装置具有充分的运动空间；长度为70-100mm，以增大磁力作用面积，提高磁力作用效果。连接头包括一体成型的弯管体和法兰盘二，弯管体为半圆形圆管，其内径和管壁厚度均与培养管的管体相同，其弧度为120-170度，以确保培养管能与水平面保持一定的夹角。法兰盘二设置在弯管体的两端，且沿圆周方向均匀布置有若干个与法兰盘一上的螺栓通孔一相对应的螺栓通孔二，所述螺栓通孔一和螺栓通孔二，由螺栓固定在一起。培养管和连接头的材质为：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、苯乙烯丙烯腈共聚体、聚甲基异戊二烯、透明聚酰胺中的任意一种，以确保培养管和连接头拥有良好的透光性。端头装置包括一体成型的进气管、采收管和法兰盘三，进气管位于端头装置的顶部中间位置，用于为微藻培养液供应培养气体；采收管位于端头装置侧面的顶部位置，用于采收培养成熟的微藻培养液；法兰盘三位于端头装置的底部，且沿圆周方向均匀布置有若干个与法兰盘一上的螺栓通孔一相对应的螺栓通孔三，所述螺栓通孔一和螺栓通孔三，由螺栓固定在一起。尾部装置包括一体成型的排气管和法兰盘四，排气管位于尾部装置侧面顶部位置，用于排放废气；法兰盘四位于尾部装置的底部，且沿圆周方向均匀布置有若干个与法兰盘一上的螺栓通孔一相对应的螺栓通孔四，所述螺栓通孔一和螺栓通孔四，由螺栓固定在一起。端头装置和尾部装置的材质为：酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、呋喃塑料、有机硅树脂、丙烯基树脂和不锈钢中的一种，以降低端头装置和尾部装置的生产成本。以上描述只是对技术方案的说明，而不是对技术方案的限定。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于微藻培养的列管式光生物反应器，包括培养管、连接头、端头装置和尾部装置，其特征在于：所述培养管通过连接头固定且呈之字形竖向排列；所述培养管内安装圆筒形清洁装置并在培养管外的套有相配合的驱动装置，所述清洁装置包括清洁刷以及包裹在清洁刷内部的磁环，所述清洁刷的外表面与培养管的内管壁相贴合并滑动接触；所述驱动装置呈圆筒形，包括保护套以及包裹在保护套内部的驱动环，所述保护套的外表面与培养管外壁相贴合并滑动接触；所述驱动环由两个对称的半圆环拼接而成且与磁环之间存在相吸的磁力作用。/n

【技术特征摘要】
1.用于微藻培养的列管式光生物反应器，包括培养管、连接头、端头装置和尾部装置，其特征在于：所述培养管通过连接头固定且呈之字形竖向排列；所述培养管内安装圆筒形清洁装置并在培养管外的套有相配合的驱动装置，所述清洁装置包括清洁刷以及包裹在清洁刷内部的磁环，所述清洁刷的外表面与培养管的内管壁相贴合并滑动接触；所述驱动装置呈圆筒形，包括保护套以及包裹在保护套内部的驱动环，所述保护套的外表面与培养管外壁相贴合并滑动接触；所述驱动环由两个对称的半圆环拼接而成且与磁环之间存在相吸的磁力作用。


2.根据权利要求1所述的用于微藻培养的列管式光生物反应器，其特征在于：所述培养管包括一体成型的管体和法兰盘一，所述管体为直线形圆管，其内径为100-150mm，管壁厚度为5-10mm，长度为1000-2000mm；所述法兰盘一设置在管体的两端且沿圆周方向均匀布置有若干个螺栓通孔一；所述清洁装置的长度为70-100mm；所述驱动装置的长度为70-100mm。


3.根据权利要求1所述的用于微藻培养的列管式光生物反应器，其特征在于：所述连接头包括一体成型的弯管体和法兰盘二，所述弯管体为弧度120-170度的半圆形圆管且其内径和管壁厚度均与培养管的管体相同；所述法兰盘二设置在弯管体的两端且沿圆周方向均匀布置有若干个与法兰盘一上的螺栓通孔一相对应的螺栓通孔二，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢向远，陈丹，邢向上，乔盼，
申请(专利权)人：阿尔格河北生命科学有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13