[发明专利]光生物培养装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光生物培养装置。

背景技术

光合微生物或植物细胞，可利用太阳能、水和简单的矿物质合成有机物及氢气、甲烷等形式无机物。微藻就是其中一个典型代表，它是一类个体微小的光能自养型/兼养型、单细胞/简单多细胞生物，具有分布广泛、种类繁多、光合效率高、生长速度快、适应性强等特点。微藻每年固定的CO₂约占全球净光合产量的40％，再加上其富含脂类、烃类、蛋白、可溶性多糖、高价值抗氧化性天然色素，因此微藻在环保、能源和保健等领域倍受关注。

微藻的大规模、高产养殖是制约微藻产业化发展的瓶颈，低成本、高效培养装置的开发是微藻规模化养殖的关键。现阶段各类光生物反应器仍普遍存在着成本高、不易放大等难题，从事微藻产品生产的盈利企业普遍延用着传统的“跑道池”进行微藻规模化养殖。

传统的跑道池多为椭圆形或圆形浅池，池中藻液一般为20-30cm深，通过滚筒状搅拌桨对藻液进行持续搅拌，从而实现整池藻液的循环流动，以使藻液中藻细胞及各营养物分布均一，并增大藻细胞在藻液液面的见光机会。但应用跑道池的养殖产量一直不够理想，这主要是由于藻液浊度高，阳光摄入藻液表层几厘米后即衰减为零，且藻液在竖直方向上的混合效果较差，仅藻液表面一薄层藻细胞可见光进行光合作用，单位体积藻液的受光面较小，光利用效率低。

CN201210036340.0公开了增大跑道池中藻液见光几率的装置，利用泵将跑道池中藻液打到高处后，通过自然溢流使藻液沿装置表面自然留下，从而增加跑道池中藻液见光几率。但大量水体（藻液）持续输送导致需要消耗大量的能源，而相应的藻细胞见光几率和产量提高有限。另外，上述装置调节性差，不能根据光强、藻细胞不同生长阶段需求进行调节，从而难以避免对细胞生长所造成的光限制、光抑制问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增大光生物细胞的见光率的光生物培养装置。

为实现上述目的，提供一种光生物培养装置，包括：池体；还包括：轴，以及可吸附光生物细胞和营养液的至少一个载体；其中，每个载体随轴一起转动，并在每转动一圈时每个载体上的至少一部分具有脱离池体的第一转动位置、以及位于池体中的第二转动位置。

根据本发明，每个载体为固定地套设于轴的环形片，同一轴上的每相邻两个环形片之间轴向间隔开。

根据本发明，至少一个载体为一个围绕轴呈螺旋状延伸的螺旋件。

根据本发明，轴上固定地套设有两个轴向间隔开的支承板；其中，每个载体成条状件且其两端分别连接于两个支承板，以使得所有载体围绕轴形成筒状结构。

根据本发明，每个载体固定地连接于两个支承板上，在两个支承板之间，还设置有至少一个套设在轴上的加强板；其中，每个载体穿过加强板。

根据本发明，每个载体可枢转地连接于两个支承板上。

根据本发明，轴上固定地套设有两个轴向间隔开的支承板；这两个支承板之间设置有多个围绕轴设置的第一支撑件，每个第一支撑件的两端分别连接于两个支承板；其中，每个第一支撑件上悬挂有片状的载体。

根据本发明，载体由玻璃纤维、尼龙、棉、麻、碳纤维、合成纤维、海绵、塑料泡沫，金属、合成塑料中的一种或多种材料制成。

根据本发明，载体包括基部和覆盖基部的覆盖部，覆盖部由可吸附光生物细胞和营养液的吸附材料制成。

根据本发明，载体为凹凸状结构或设置有通孔的结构。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

1.一方面载体随轴转动，将池体中的光生物细胞携带至液面上方见光后回归营养液中，由此可避免在池体中进行培养使得池体下部光生物受光不足，使池体中的光生物充分受光。另一方面，被载体吸附带到液面之上的含有光生物的营养液，在载体上形成较薄的液膜，使载体吸附的营养液中的光生物细胞见光充分。综上，上述结构可提高光生物细胞见光几率，从而可提高光生物的产量。另外，该装置结构简单、运动缓慢且装置中载体运动方向与液面相切/或载体成流线型，即通过“划水/蘸水”而非“拨水”的方式，将池中光生物培养液含蓄在载体上见光，因而运行阻力较小、驱动轴转动能耗低，由此降低了光生物培养的成本。

2.随着外界光源及光生物细胞不同生长阶段对光需求的变化，可调整轴的转速和朝向，以使随着轴一起转动的载体上吸附的光生物细胞更有效的见光，改善现有技术中对细胞生长所造成的光限制、光抑制问题。