[实用新型]一种光生物反应器

说明书

技术领域

    本实用新型涉及微藻培养设备技术领域，具体涉及一种光生物反应器。

背景技术

随着世界经济和人口的增长，能源的需求量日益增加，能源危机已经是必须面临的关键问题，同时石化能源产品燃烧后排放废气所造成的环境污染是人类面临的又一大问题。开发可再生、环保的生物质能源被公认为是解决上述问题的最佳选择。

作为一种重要的可再生资源，微藻具有分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等突出特点。许多微藻含有大量油脂，可以加工为生物柴油，据保守估计，每年每公顷微藻可生产30000-50000L油脂，而富油植物如棕榈和麻风树等每年每公顷的油脂产量仅为1300-2400L。微藻被视为最有潜力完全替代石化柴油的生物柴油原料。微藻生物燃料的开发，将为人类提供新的能源生产途径。

目前微藻生物柴油的生产成本还很高，要降低生产成本还有一些难题需要解决，开发高效的微藻培养设备就是其中之一。国内微藻培养设备相关的专利有一百多项，主要分为开放式和封闭式两种类型。

开放式光生物反应器具有结构简单、容易放大和成本低等优点，已被成功应用于某些经济微藻和饵料微藻如小球藻（Chlorella vulgaris，Chlorella pyrenoidosa）、节旋藻（ 螺旋藻） （Arthrospira （Spirulina） maxima，Arthrospira （Spirulina） platensis）、杜氏藻（Dunaliella salina）、角毛藻（Chaetoceros muelleri，Chaetoceros gracilis）、三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）、眼点拟微绿球藻（Nannochloropsis oculata）等的规模化培养中；但由于大多数微藻不能在极端环境下生长（高pH、温度、盐度）仅有这少数几种微藻能够采用开放式培养。对于培养条件要求较高和种群竞争能力较弱的微藻，则只能采用封闭式光生物反应器培养。

封闭式光生物反应器具有不易污染、培养条件易于控制、比表面积较高、光能和CO2利用率较高等优点，在工业级实验室使用的各种封闭式反应器已证明比开放式反应器具有更好的培养和控制条件。封闭式反应器培养海藻可以使藻细胞的密度提高6~12 倍，总体积相对减少，分离成本大大降低，各种生长参数及工艺可以采用自动化、集约化控制和管理，提高了生产效率和产品质量。且获得高品质产物(如多不饱和脂肪酸、硫酸多糖和色素等) 的微藻工业化生产必须要防止外来物质对培养液的污染只有在密闭反应器中才是可行的。

封闭式光生物反应器主要有柱式、薄膜式、平板式、管式、罐式等。其中柱式、薄膜式、平板式和管式反应器具有较大的比表面积可以利用太阳光和人工光源，在大规模生产微藻方面发展较快。罐式反应器利用的都是人工光源，限制了规模的扩大主要作为实验室规模使用。但罐式反应器单位占地空间的培养液体积远高于其他形式反应器，是其他形式反应器的十倍以上。罐式光反应器的结构简单比管式和平板式反应器维护起来更加方便。大规模的罐式反应器比其他形式反应器对温度、pH等培养条件的监测和控制更加精确。现有的罐式反应器的光照设备限制了反应器规模的扩大。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种光生物反应器，该技术方案有效解决了现有罐式反应器的光照设备影响了罐式反应器的规模化使用的问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种光生物反应器，包括罐式光反应器本体（1），罐式光反应器本体（1）包括罐体（2），罐体（2）内壁底部设置有布气器（8），罐体（2）外壁圆周上设置有温控盘管（5），罐体（2）顶部设置有进料口（3）、排气口（6），底部设置有排液口（4），其特征在于：所述罐式光反应器本体（1）的罐体（2）顶部设置有导光装置（7）。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述导光装置（7）包括聚光镜（71）、人工光源（72）、导光口（73）以及多个导光条（75）组成，聚光镜（71）、人工光源（72）位于罐体（2）上部，且分别通过支架（74）与罐体（2）连接，聚光镜（71）、人工光源（72）下方设置有导光口（73），导光口（73）下端设置有导光条（75）。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述导光口（73）位于罐体（2）顶部中心部位，且与罐体（2）相连通，导光口（73）上方依次设置有聚光镜（71）、人工光源（72）。