[发明专利]螺旋藻LED光生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺旋藻LED光生物反应器，适用于对螺旋藻类生物的生产。

背景技术

螺旋藻是绝对自养生物，能利用CO₂、HCO₃^— 等无机碳源进行光合作用而生长；它生长需要较强的光照，其光饱和点为100-150×10³尔格/厘米²/秒，光补偿点在3×10³尔格/厘米²/秒附近；温度对螺旋藻生长的影响十分明显，水温低于15℃，螺旋藻停止生长，最适温度为28℃—35℃，40℃以上将导致死亡。目前螺旋藻产业化使用的培养系统主要是室外开放式(圆池、方池、环道等)，这种养殖方式的优点：(1)培养池建造简单，首次投资少、成本低；(2)可利用的光照和温度条件适宜；(3)生长过程的操作、维修方便、技术要求简单。缺点是：(1)光能利用率低，产量低，易受气候变化及其他种种外因的影响生产不稳定；(2)易被污染，影响螺旋藻品质；(3)占地面积大，消耗水分多——培养用水和水分蒸发。

上世纪50年代以来，许多研究者就致力于螺旋藻光反应器(封闭系统)的研究，1953年曾有文献综述了几种不同的光反应器及其性能的初步研究，但50-80年代光反应器的发展非常缓慢。直至1983年Pirt等建立了光反应器的设计和操作理论及计算机控制装置，以后在以色列、意大利、西班牙、法国、日本、美国、新加坡、加拿大等国都进行了光反应器的研究工作。光反应器具有如下优点：(1)面积与体积比例较好，可以充分利用光能，提高单位面积的产量。在运行良好的光反应器中，微藻的光能利用率可达18%，CO²转化效率高，能获得较高的生物量，而开放式光能利用率尚不足1%； (2)有效地避免细菌、真菌、原生动物和其他杂藻的污染；(3)生长条件可以有效地得到控制；(4)培养期内易于检测和控制，可以实现生产管理的自动化；(5)可极大地降低收获成本。

国际上Gibbs和Frohlich等人的早年研究认为，适合螺旋藻养殖的光质以红区和蓝区光为佳，并以660～680 nm 红光效率最高。中国徐明芳、张爱琴等对螺旋藻光生物反应器的研究也认为，单色红光和蓝光是反应器最有效的光源。

在以反应器形式的养殖过程中，随着藻密度的提高，藻体间相互遮光效应增强。但前人所用的生物反应器，由于其采用的是顶置光源结构，光在藻液中的强度随藻密度的提高而快速衰减。由于红光和近红光波长的光较其他色质的光具更强的光穿透能，其光衰现象较为缓和，因此前人得出红光为佳的结论。

在前人进行研究的那个时期，LED制造技术和工艺还相对落后，LED灯杯角度一般只能达到20－75度，而且其纯白色LED的色温也相对较低。随着这几年LED制造技术的快速发展，现有专门制造的宽角高亮度LED，这种光源是前人试验过程中所无法获取的光质条件，也为研究工作提供了更为精准的试验手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋藻LED光生物反应器，该反应器不仅无光强突变，而且也改变了反应器本体吸光的缺陷，能极大地避免和消除反应器本身缺陷而引起的试验误差。

本发明的特征在于：一种螺旋藻LED光生物反应器，包括反应釜体，所述反应釜体内腔中部安装有灯管，其特征在于：所述反应釜体内壁镀有反光层，所述灯管内设有面朝正反两面的交叉间隔布置的LED灯。

本发明的优点：本发明采用LED灯做为发光光源，节能，使用寿命长，而且炉体内壁不吸光，因此光合效率高，结构简单，运行可靠，节能，生产成本低，同时对于推广LED在螺旋藻人工规模化养殖也具有现实的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图。

图2为本发明实施例LED灯排列示意图（四个支脚的LED）。

图3为本发明实施例LED灯排列示意图（二个支脚的LED）。

具体实施方式

参考图1，图2和图3，一种螺旋藻LED光生物反应器，包括反应炉釜1，所述反应釜体1内腔中部安装有灯管2，所述反应釜体内壁镀有反光层3，所述灯管2内设有面朝正反两面的交叉间隔布置的LED灯4。

上述反应釜体1上部设有釜盖5，所述釜盖5上设有进气孔6，出气孔7，温度计插孔8和LED灯管孔9。

上述LED灯4选用宽角，且能发出波长在405nm-585nm范围内白光或近白光的灯种。