具有生长监控系统的藻类培养系统技术方案

本申请公开一种具有生长监控系统的藻类培养系统，其中包括：光合反应单元、培养单元、采收单元及排氧装置，光合反应单元具有一透光盘管，培养单元具有一调节槽，调节槽内部通过多个隔板区隔成弯曲的流道，采收单元用以采集培养液中部分的藻类，排氧装置用以排出培养液中氧气，且将死藻抽离排氧装置；及一生长调节控制系统，用检测数据控制生长要素，如：升降温，加各种实验室阶段营养盐、观察生长状态、加压、加二氧化碳，排除多余氧气的联动智慧设备。排除多余氧气的联动智慧设备。排除多余氧气的联动智慧设备。

【技术实现步骤摘要】
具有生长监控系统的藻类培养系统


[0001]本申请涉及一种藻类培养系统，特别是涉及一种封闭式光生物反应器在工业化生产中的具有实验数据采集后用于工业化培养的具有生长监控系统的藻类培养系统。

技术介绍

[0002]藻类能有效利用光能、二氧化碳、水和无机盐合成蛋白质、脂肪、碳水化合物以及高附加值生物活性物质，藻类因具有极高的光转换营养利用效率，从而表现出比高等植物更强的生长潜力，因此藻类的培养受到广泛重视。
[0003]目前，藻类的大规模工业化生产多采用开放池式，这种生产模式存在生产不稳定、成本过高容易受污染，藻类受光不均，光能利用率不高，各种生长环境不同导致温度调节困难，导致藻类大规模死亡，培养效率低，生长过程研究困难，无法细究其死亡与生长过程研究等问题。因而限制了藻类生产及藻类生物技术产业的发展。近年来国内外学者针对这方面问题进行了一系列的研究，尤其是利用光反应器高效培养藻类的研究取得了一定的成果。目前具有代表性的光生物反应器主要有以下几种：管道式反应器、板式反应器、柱式反应器等。这些反应器在优化控制、提高产出方面展示了良好的发展前景，但它们在实践应用中也存在一些问题，如生长成本过高不易控制藻类生长条件、产量低下、容易产生死藻等，与实验室的最低生长条件难以进行数据结合。
[0004]由于以上原因，造成现有的藻类养殖系统的缺点，故如何通过系统智能自动控制改变设计，将变因、结构重新设计调整的改良，来克服上述的缺陷，已成为该领域所欲解决的重要课题之一。

技术实现思路

[0005]本申请所要解决的技术问题在于，针对现有封闭式藻类养殖装置产量太低，内部生长压力无法控制、在各种极端环境下难以控制藻类生长条件、无法有效利用生长最优数据达成内部营养供给导致产量低下、实验室研究生产要素完全有效应用在工业生产，很难观察研究其为何死亡的缺点加以改良。
[0006]为了解决上述的技术问题，本申请所采用的其中一技术方案是提供一种具有生长监控系统的藻类培养系统，其中包括：
[0007]一光合反应单元，所述光合反应单元具有一透光盘管，所述透光盘管具有一入水口及一出水口，培养藻类的培养液从所述入水口进入到所述透光盘管中，并且于所述透光盘管中进行光合作用后，再由所述出水口排出，所述光合反应单元还具有一光源装置，用以照射光线于所述透光盘管，以提供所述透光盘管内的所述培养液内的藻类行光合作用所需光线；
[0008]一培养单元，所述培养单元具有一调节槽，以及设置在所述调节槽内部的多个第一隔板和多个第二隔板，所述调节槽在纵轴方向的两端能够定义出一入口端及一出口端，多个所述第一和多个所述第二隔板彼此相互交错且相互间隔的方式沿着所述纵轴方向设
置于所述调节槽内部，而将所述调节槽内部区隔成为一连接于所述入口端和所述出口端之间且呈弯曲状的流道，培养液于所述调节槽的流道内的流速减慢且逐渐降温；
[0009]一采收单元，连接所述培养单元的所述出口端，用以执行一采收程序以采收培养液中部分的藻类；
[0010]一加压输送装置，连接所述采收单元的出口端；
[0011]一排氧装置，所述排氧装置具有一排氧筒，以及连接于所述排氧筒下端的集液筒，所述排氧筒中央设置一排氧管，所述排氧管的出口位于所述排氧筒上端，所述排氧筒的一侧面具有一进液口，所述进液口连接所述加压输送装置，培养液通过所述进液口喷洒于所述排氧筒内以后，再流入到所述集液筒中，并且所述培养液中所含氧气经由所述排氧管排出所述排氧筒外侧；
[0012]一控压装置，连接于所述排氧管的出口，用以产生一真空吸力，将所述排氧管排出的氧气以及培养液中的死藻抽离所述排氧装置；
[0013]一生长调节控制系统，包括：一光照传感器，用以侦测所述光合反应单元的光照强度，所述光照传感器连动所述光源装置，以控制所述光合反应单元的光照强度；一温度传感器，用以侦测所述光合反应单元或所述培养单元内部的所述培养液的温度，所述温度传感器连动一温度控制装置，以调节所述培养液的温度；一压力传感器，用以侦测所述光合反应单元内部的所述培养液的压力，所述压力传感器连动一压力调节装置，用以控制所述光合反应单元内部的所述培养液的压力；一氧气浓度传感器和二氧化碳浓度传感器，用以侦测所述光合反应单元内部的所述培养液内的氧气浓度和二氧化碳浓度，所述氧气浓度传感器和所述二氧化碳浓度传感器分别连接一氧气补充装置和一二氧化碳补充装置，用以于所述培养液内的氧气浓度或二氧化碳浓度不足时补充氧气或二氧化碳至所述培养液内；及一藻类生长监测装置，连接于所述光合反应单元或所述培养单元，用以监测所述培养液内藻类生长情形。一营养盐自动补给单元，连接所述光合反应单元或所述生长调节单元，用以调节所述培养液内藻类生长。
[0014]本申请一优选实施例，其中，多个所述第一隔板相对两侧的其中一侧和所述调节槽的一侧壁连接且另一侧和所述调节槽的另一侧壁之间形成第一缺口部，多个所述第二隔板相对两侧当中，对应于所述第一缺口部的一侧连接于所述调节槽的所述侧壁，且相对于所述第一缺口部的一侧边和所述调节槽的所述侧壁之间形成第二缺口部。
[0015]本申请一优选实施例，其中，所述培养单元的所述调节槽的容积等于或大于所述光合反应单元的容积，且所述培养液在所述培养单元内停留时间不小于培养液在所述光合反应单元内停留时间。
[0016]本申请一优选实施例，其中，所述控压装置具有一抽气装置，所述抽气装置具有一吸气管及一排气管，所述吸气管连接于所述排氧管的开口，用以将所述排氧管排出气体及死藻抽出后，再从所述排气管排出。
[0017]本申请一优选实施例，其中，所述生长调节控制系统还包括一营养盐传感器，用以侦测所述培养液内的营养盐浓度。
[0018]本申请一优选实施例，其中，所述光照传感器还能够连动一遮阳装置，用以控制所述光合反应单元受到自然光照射的光照强度。
[0019]本申请一优选实施例，其中，所述温度控制装置包括一加热装置，和一降温装置；
其中，所述加热装置为多个加热器、或多个加热管道、或多个保温包覆膜、或多个保温外壳，用以于所述培养液温度过低时加热所述培养液，所述降温装置为多个洒水管或喷雾装置，用以于所述培养液温度过高时喷洒冷却水或水雾于所述透光合反应单元或培养单元上，以降低所述培养液的温度。
[0020]本申请一优选实施例，其中，所述压力调节装置包括设置于所述光合反应单元的入口端的一加压泵浦，和一设置于所述透光盘管或所述光合反应单元的出口端的泄压阀。
[0021]本申请一优选实施例，其中，所述藻类生长监测装置包括：一透光管，所述透光管中央能够供所述培养液流通；一隔离箱体，包覆于所述透光管外侧；及相对设置于所述透光管两侧的影像捕获设备和补光装置。
[0022]本申请一优选实施例，其中，所述藻类生长监测装置还包括一入口控制调节阀、和一出口控制调节阀，用以控制培养液通过所述透光管的流速；以及设置于所述影像捕获设备和所述透光管之间的一透镜组。
[0023]本申请一优选实施例，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有生长监控系统的藻类培养系统，其特征在于，包括：一光合反应单元，所述光合反应单元具有一透光盘管，所述透光盘管具有一入水口及一出水口，培养藻类的培养液从所述入水口进入到所述透光盘管中，并且于所述透光盘管中进行光合作用后，再由所述出水口排出，所述光合反应单元还具有一光源装置，用以照射光线于所述透光盘管，以提供所述透光盘管内的所述培养液内的藻类行光合作用所需光线；一培养单元，所述培养单元具有一调节槽，以及设置在所述调节槽内部的多个第一隔板和多个第二隔板，所述调节槽在一纵轴方向的两端能够定义出一入口端及一出口端，多个所述第一隔板和多个所述第二隔板彼此相互交错且相互间隔的方式沿着所述纵轴方向设置于所述调节槽内部，而将所述调节槽内部区隔成为一连接于所述入口端和所述出口端之间且呈弯曲状的流道，培养液于所述调节槽的所述流道内的流速减慢且逐渐降温；一采收单元，连接所述培养单元的所述出口端，用以执行一采收程序以采收培养液中部分的藻类；一加压输送装置，连接所述采收单元的出口端；一排氧装置，所述排氧装置具有一排氧筒，以及连接于所述排氧筒下端的集液筒，所述排氧筒中央设置一排氧管，所述排氧管的出口位于所述排氧筒上端，所述排氧筒的一侧面具有一进液口，所述进液口连接所述加压输送装置，培养液通过所述进液口喷洒于所述排氧筒内以后，再流入到所述集液筒中，并且所述培养液中所含氧气经由所述排氧管排出所述排氧筒外侧；一控压装置，连接于所述排氧管的出口，用以产生一真空吸力，将所述排氧管排出的氧气以及培养液中的死藻抽离所述排氧装置；一生长调节控制系统，包括：一光照传感器，用以侦测所述光合反应单元的光照强度，所述光照传感器连动所述光源装置，以控制所述光合反应单元的光照强度；一温度传感器，用以侦测所述光合反应单元或所述培养单元内部的所述培养液的温度，所述温度传感器连动一温度控制装置，以调节所述培养液的温度；一压力传感器，用以侦测所述光合反应单元内部的所述培养液的压力，所述压力传感器连动一压力调节装置，用以控制所述光合反应单元内部的所述培养液的压力；一氧气浓度传感器和二氧化碳浓度传感器，用以侦测所述光合反应单元内部的所述培养液内的氧气浓度和二氧化碳浓度，所述氧气浓度传感器和所述二氧化碳浓度传感器分别连接一氧气补充装置和一二氧化碳补充装置，用以于所述培养液内的氧气浓度或二氧化碳浓度不足时补充氧气或二氧化碳至所述培养液内；一藻类生长监测装置，连接于所述光合反应单元或所述培养单元，用以监测所述培养液内藻类生长情形；及一自动供养单元，连接所述光合反应单元或所述生长调节单元，用以调节所述培养液内藻类生长。2.如权利要求1所述的具有生长监控系统的藻类培养系统，其特征在于，多个所述第一隔板相对两侧的其中一侧和所述调节槽的一侧壁连接且另一侧和所述调节槽的另一侧壁之间形成第一缺口部，多个所述第二隔板相对两侧当中，对应于所述第一缺口...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢星宏，
申请(专利权)人：卢星宏，
类型：新型
国别省市：