[实用新型]一种带有藻种快速扩培器的模块化微藻培养系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于实现微藻大规模高密度高产率培养的培养系统。属于微藻生物工程技术领域。

背景技术

微藻是一种生长迅速且环境适应性极强的生物，其生物质所含各种生化物质，如油脂、蛋白质、碳水化合物及色素等均具有较高经济价值，极具开发前景。特别是近些年来，微藻被认为是用于生产生物燃料的最前途原料之一。

在光生物反应器中进行光合自养培养是微藻培养的主要模式。在进行大规模培养时，需要大量藻种。传统上，藻种的生产是微藻在光合自养条件下，利用逐级扩培方式实现的，存在着扩培周期太长并易于因污染导致扩培失败、提供的细胞密度低等问题，成为阻碍微藻大规模光合自养培养的主要难题。光合自养培养相比，异养培养具有生长速率高、生物质产率高并避免野生藻类物种污染的优势。如在微藻培养系统增加一套封闭式反应器，在其中异养扩培微藻细胞作为藻种，无疑可大幅度降低藻种扩培失败的风险、缩短扩培周期并提高光反应器中的细胞密度，从而极大提高微藻的产率。

微藻的室外培养所面临的气候和环境条件波动较大，实际运行工况多变，需要培养系统频繁对各单元进行调整。

因此，有必要提供一种带有藻种快速扩培器的模块化微藻培养系统，以降低微藻大规模生产系统安排、维护和调整的难度，并极大提高微藻生物质，特别是油脂的产率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服常规微藻培养反应器存在的缺点，提供一种安装调整方便，可以大幅度提高微藻产量的带有藻种快速扩培器的模块化微藻培养系统。

本实用新型带有藻种快速扩培器的模块化微藻培养系统，采取以下技术方案：

该系统，包括藻种扩培器、光生物反应器、培养基添加系统、气体输送系统和藻液输送及上清液回流系统五个模块；光生物反应器倾斜设置，藻种扩培器安装于光反应器的背光侧；

所述藻种扩培器，包括扩培器腔体，腔体内的上部和下部之间设置有中间导流隔板，腔体两端分别设置有与腔体内上部连通的培养基输入口，腔体内的上部设置有搅拌器，腔体的下部设置有藻种液输出口，藻种液输出口上连接有流量控制器，藻种液输出口与光生物反应器上的藻种液输入口连接，藻种液输送管上连接有计量蠕动泵；

所述光生物反应器，包括反应器腔体，反应器腔体内设置有导流隔板，将反应器腔体分为上下相通的左右两侧，左侧设置有曝气孔板，曝气孔板上均匀分布有气孔，左侧底部设置有进气口；右侧底部设置有藻种液输入口和回流上清液及培养基进口；右侧设置有藻液输出口，藻液输出口与藻液输送管连接；反应器腔体的顶部设置有排气口；

所述培养基添加系统，包括营养素储罐、有机物储罐和培养基储罐，营养素储罐、有机物储罐和培养基储罐分别通过进料管与藻种扩培器上的培养基输入口连接，培养基储罐通过进料管与光生物反应器上的回流上清液及培养基进口连接，所有进料管上均连接计量蠕动泵；

所述气体输送系统，包括CO₂气瓶、空气压缩机、气体混合器和气体输送管，CO₂气瓶和空气压缩机上均带有气体流量计，气体流量计均与气体混合器连接，气体混合器与气体输送管连接，气体输送管中连接有气体质量流量控制器，气体输送管与光生物反应器上的的进气口连接；

所述藻液输送及上清液回流系统，包括固液分离器、藻液输送管和上清液回流管，藻液输送管与固液分离器连接，上清液回流管的一端与固液分离器连接，另一端与光生物反应器的回流上清液及培养基进口连接。

所述光生物反应器安装在支架上，光生物反应器与支架之间带有角度调整器。

所述光生物反应器与水平面夹角为50°-70°。

所述藻种扩培器中的藻种液输出口朝向光反应器一侧。

所述反应器腔体内的藻液输出口处设置有藻液引流板。

所述反应器腔体内上部安装有液位传感器，以防止液位过高由排气口泄露。

本实用新型可用于微藻大规模培养及相关微藻生物能源的生产；能够培养可异养培养并生长迅速的微藻，如小球藻、四尾栅藻、斜生栅藻、金藻、三角褐指藻、硅藻等；具有以下特点：

1.采用模块化设计，所有模块均事先制造生产，在现场组装，用支架固定，运行时各模块之间的物质均通过管件输送，大大降低安装、维护和管理难度，并可随时根据工况调整各单元组件数量，将生产维持在最优工况下。

2.各模块间用管件连接，相对位置自由度大，可充分利用场地空间。