[实用新型]一种可旋转的封闭式光生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于微藻生物培养技术领域，具体涉及一种可旋转的封闭式光生物反应器。

背景技术

微藻吸收二氧化碳和水进行光合作用可合成大量蛋白质、脂肪、多糖、维生素、色素等丰富的生物质资源，在医药、食品、保健品、水产饵料、动物饲料、水质净化、生物燃料等方面有广泛应用，具有重要的经济价值和社会效益。由于微藻具有光合作用效率高、含油量高、生长周期短、单位面积产率高、不占用耕地等特点，近年来成为生物能源生产原料的研究热点，用于生物柴油、生物乙醇、生物燃气、生物油等的研究开发。根据微藻组成，每生产1吨微藻生物质，大约可吸收约1 .8吨二氧化碳，不仅可以有效缓解能源短缺问题，还有助于温室气体的减排。此外，与传统污水处理方法相比，微藻可以快速吸收污水中的氮磷等元素并转化为生物质，可进一步进行生物炼制。

由于微藻需要光能进行光合作用，光强提高光合作用的能量，能否保证反应器中所有藻液均匀及时地受光，是光生物反应器设计的重点。目前微藻培养的封闭式反应器已有管式、板式、气升式、柱式等多种类型。与其他类型光生物反应器相比，管式光生物反应器具有光照比表面积大、培养参数易于监测以及能够连续化生产等优势。但是，一般规模化生产均位于室外的环境，自然光作为光源，光源强度的方向无法调整，导致光生物反应器中的微藻受到的光照不均匀，进而会影响微藻的产率，导致产率下降以及生长速率下降。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的光生物反应器中的微藻受光不均匀进而影响产率的问题，本实用新型提供了一种可旋转的封闭式光生物反应器，通过旋转基架和培养容器使微藻受光均匀，提高了微藻光合作用的效率，增加了产率。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种可旋转的封闭式光生物反应器，包括基架和设置在基架上的多个管柱状的培养容器，所述基架上设有第一横向转轴，第一横向转轴穿过基架的两侧部且通过轴承与基架的两侧部转动连接，第一横向转轴的一端与第一电机的输出轴连接，另一端与第一支撑架转动连接，以实现基架以第一横向转轴为轴进行旋转；

基架的顶部设有第二电机和第二横向转轴，第二横向转轴的一端与第二电机的输出轴连接，另一端与第二支撑架转动连接，第二横向转轴上固设有多个主动锥齿轮；

所述多个培养容器分别纵向设置在所述基架上，培养容器的顶端设有与培养容器螺纹连接的密封盖；密封盖的顶部固设有纵向转轴，纵向转轴穿过所述基架的顶部且通过轴承与基架转动连接；纵向转轴上固设有从动锥齿轮，从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合形成锥齿轮传动结构，以实现第二横向转轴转动时带动纵向转轴转动。

进一步的，还包括控制箱、第一控制器、第一光照度传感器、第二控制器和第二光照度传感器，第一控制器置于控制箱内，第一光照度传感器置于控制箱外，第一控制器的输出端与第一电机的输入端相连，第一控制器的输入端与第一光照度传感器的输出端相连；

第二控制器和第二光照度传感器置于基架的顶部，第二控制器的输出端与第二电机的输入端相连，第二控制器的输入端与第二光照度传感器的输出端相连。

进一步的，所述密封盖上设有第三控制器、气泵、温度传感器和排气电磁阀，气泵的出气口穿过密封盖进入培养容器内，温度传感器的测量端穿过密封盖与培养容器内的液体接触；

第三控制器的输入端与温度传感器的输出端相连，第三控制器的输出端与气泵的输入端和排气电磁阀的输出端相连。

进一步的，所述基架上固设有多个与所述培养容器对应的弹性卡座，所述培养容器的底端与弹性卡座弹性卡接，弹性卡座采用硅胶制成。

进一步的，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮的外部设有保护罩。

本实用新型的有益效果：本实用新型可根据光照度以及光的方向通过调整基架旋转一定的角度，能够使培养容器内的微藻均匀的受到自然光源的照射，满足微藻生长的光照条件。同时，通过锥齿轮传动结构调整培养容器的旋转角度，进一步使微藻能够受光均匀，锥齿轮传动结构通过一个第二横向转轴转动带动多个纵向转轴转动，传动平稳且承载能力高，无需单独设置每个纵向转轴的旋转装置，节约成本。本实用新型通过控制基架和培养容器的旋转运动能够为培养液流动提供动力，促进液体周向和径向流动带动微藻循环运动，防止微藻附着在培养容器底部和管壁上，使微藻充分接触培养液和光照，提高了光合作用的效率，进而提高了产率。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型电路结构框图一；