[发明专利]一种气循环式微藻养殖用固碳补碳反应器

说明书

本发明公开了一种气循环式微藻养殖用固碳补碳反应器，包括：外壳、内套管、进液管、进气管、固定支架及气体循环管道；外壳内安装有固定支架，且固定支架底端与外壳内部底端连通；内套管固定在固定支架的顶端；进液管的进口端伸出外壳，出口端伸入内套管内部；进气管的一端与内套管底部连通，另一端与供气装置连通；所述气体循环管道一端与所述外壳顶端连通，另一端与所述供气装置连通；还包括：出液管道，出液管道与外壳底端连通；本发明使CO₂充分溶解在液体中，提高了固碳补碳效率。

技术领域

本发明涉及微藻养殖技术领域，更具体地说是涉及一种气循环式微藻养殖用固碳补碳反应器。

背景技术

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养生物。微藻细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。微藻作为一种光自养生物，可以利用太阳光能，通过光合作用固定二氧化碳，合成自身代谢所需的有机物。但微藻光合作用自养并不能直接利用气体CO₂，而是利用以HCO₃^-形式存在的可溶性CO₂。如果直接往培养基中添加食用级固体碳酸氢钠，可以有效补充微藻生长所需碳源，但食用级固体碳酸氢钠成本较高，且大量添加溶液造成培养基中大量积累Na⁺，影响产品品质。目前，在微藻养殖过程中，往往使用CO₂来补充碳源，通过泵将培养基回液输送至固碳反应器，在反应器中培养基回液与CO₂混合反应，然后再通过回液出口流出，完成固碳过程，并进一步用于微藻的循环培养(如图1，其中1为气体进口，2为液体进口，3为气液出口)。

目前常采用的微藻固碳补碳反应器主要通过液体和气体在一定压力下的容器里，通过高压冲击混合，使气体CO₂溶解于培养基中。这种固碳补碳反应器气液混合效率低，反应停留时间短，因此，造成CO₂溶解不充分。据测定，该类型反应器CO₂固定反应效率约为15-25％左右。这样大约75％以上的CO₂被浪费掉，不仅增加了企业生产成本，同时还向环境中额外排放CO₂，造成温室效应。

因此，如何提供一种可将气体CO₂充分溶解于培养基中形成可溶性的HCO₃^-，并供给微藻光合生长所利用的固碳装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明设置了外壳及内套管，同时在外壳内靠近顶端的部分设置进液管，在内壳中靠近底端的部分设置进气管，由顶部释放的液体与底部释放的气体充分混合，从而使CO₂充分溶解在液体中，提高了固碳补碳效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种气循环式微藻养殖用固碳补碳反应器，包括：外壳、内套管、进液管、进气管、固定支架及气体循环管道；所述外壳内安装有所述固定支架，且所述固定支架底端与所述外壳内部底端连通；所述内套管固定在所述固定支架的顶端；所述进液管的进口端伸出所述外壳，出口端伸入所述内套管内部；所述进气管的一端与所述内套管底部连通，另一端与供气装置连通；所述气体循环管道一端与外壳顶端连通，另一端与所述供气装置连通；还包括：出液管道，所述出液管道与所述外壳底端连通。

以上技术方案达到的技术效果是：进气管伸入到内套管的一端释放CO₂，进液管伸入到内套管的一端释放液体，且进气管始终位于进液管底端，保证液体释放时，由于重力的作用，使其充分与气体混合；未溶解在液体中的CO₂，继续向上运行，至气体循环管道回到供气装置，继续循环利用；由于固定支架的底端与外壳的内部连通，当气液混合液溢出到外壳时，可以由连通处流至出液管道，增加了气体和溶液的反应时间，从而使CO₂充分溶解并转换为HCO₃^-，为微藻提高更多的碳源。