自动化连续生产跑道式光生物反应器

摘要

本发明公开了一种自动化连续生产跑道式光生物反应器；它的反应容器为透明透光材料的圆柱形连通管，有入口端和出口端，并接入混合罐，反应容器是由多层“U”形连通管交叉叠加而形成的立体管道，光照系统位于连通管交叉叠加而形成的“井”字形立体空间内，混合罐中有混合液搅拌器和抽动泵，培养液贮槽通过球阀自动控制器接入混合槽，还有pH测控仪和微酸量自动添加器也接入混合槽，该反应器实现了高效、节能、劳动强度低的自动化连续生产；本发明广泛适用于各种光生物反应器。

说明书

技术领域

本发明涉及一种光生物反应器，特别是一种自动化连续生产跑道式光生物反应器。

背景技术

现在用于光合细菌的生产容器普遍使用的是三角烧瓶、管口玻璃瓶、玻璃槽或水泥池等进行培养，使用这些培养设备作为生物反应器存在产量小，光利用率低且不能连续生产等特点，而且每批次的质量不稳定，并容易交叉污染，其具体的作法是：先用3升瓶扩培，每个3升瓶两侧放两灯泡培养，7天后改为10升瓶，两侧再加放两个灯炮继续培养，继而扩大到100-200升的玻璃槽中开放式扩槽，每个玻璃槽两侧放4-6个灯炮，故灯光只能利用不到六分之一，浪费严重，最后放入大水泥池中，此时只能表面受光，光线无法透射到深于液面5cm的菌液中，易形成黑暗死角，同一批次的质量无法稳定，而且光合细菌在开放式的玻璃槽及水泥池中培养极易受污染，导致生产失败。另一方面，还需要人工添加培养液及测试混合液的PH值，适时调节以保证菌液处于最佳的状态。整个生产过程需用大量人力搬抬、配制，劳动强度极大。每生产1吨成品，最少要3～5吨的运输工作配合。无法达到高效、节能、省力、高产的培养目的。也有采用密闭连续玻璃槽的光生物反应器方式培养，虽然克服了不易受外界污染的不足，但仍存在不能连续生产、光利用率低且消耗大量人力物力的特点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高效、节能、劳动强度低的自动化连续生产跑道式光生物反应器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自动化连续生产跑道式光生物反应器，包括光照系统、反应容器，反应容器为透明透光材料的圆柱形连通管，有入口端和出口端，入口端接入混合罐，混合罐中有抽动泵位于该入口端，光照系统位于连通管的两侧；连通管是多个“U”形管连接而成的，反应容器是由多层这样的连通管交叉叠加而形成的立体管道，光照系统位于连通管交叉叠加而形成的“井”字形立体空间内；反应容器的出口端最好也接入混合罐，从而形成环路；混合罐中有混合液搅拌器，培养液贮槽通过球阀自动控制器接入混合槽，还有PH测控仪和微酸量自动添加器也接入混合槽。

本发明的有益效果是：(1)连续化生产：反应器与混合槽所形成的闭和回路能够实现循环连续生产；(2)节能：光照系统位于透明透光的圆柱形连通管垂直交叉叠加而形成的“井”字形立体空间内，能充分利用光能；(3)高产：它能在单位面积上培养更多的菌液；(4)自动化：培养液贮槽中的培养液通过球阀自动控制器进入混合槽，能自动补充培养液；PH测控仪和微酸量自动添加器接入混合槽，实现PH自动调控；(5)防污染：密闭管架结构，避免外界环境的污染。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中反应容器和混合罐的俯视图。

具体实施方式

参照图1、图2，一种自动化连续生产跑道式光生物反应器，包括光照系统1、反应容器2，反应容器2为透明透光材料的连通管，有入口端3和出口端4，入口端3与混合罐5连通，混合罐5下部有混合液搅拌器7，并有抽动泵6位于入口端3处；连通管是由多个“U”形管连接而成，反应容器是由多层连通管垂直交叉叠加而成；光照系统位于连通管垂直叠加而形成的“井”字形空间内；反应容器2的出口端4也接入混合罐5，从而形成环路；培养液贮槽8通过球阀自动控制器9接入混合槽5；用于自动调节混合液PH值的PH测控仪10和微酸量自动添加器11也接入混合槽5。

自动化连续生产跑道式光生物反应器在工作时，培养液贮槽8中的培养液通过球阀自动控制器9输送到混合罐5中，与反应容器2内回流至此的原有菌液混和，并在混合液搅拌器7的作用下完成菌种与培养液的均匀混和，然后在抽动泵6的作用下从入口3进入反应容器2，从而自动持续补充菌体培养中的培养液消耗，使管道内保持充足的菌液量。同时，PH测控仪和微酸量添加器能自动调控混和液的PH值，确保在培养过程中混和液始终处于菌体生长的最佳状态。

反应容器2的每层管道垂直交叉放置，形成多个“井”字空间的立体结构，不仅充分利用了空间，在单位面积上能生产更多的菌液，而且，每个“井”格中心放置灯泡，使光源的各面都能被充分利用，且圆柱形的管道使管的外壁都能受光，而且，由于连通管采用了透明的材料，便于观察管内菌液的颜色变化及流动情况。

整个装置处于密闭状态中，能防止外界的污染，此外，由于抽动泵6的作用，使菌液始终保持流动，保证了菌体分布的均匀性。

另外，可在反应容器的适当位置加装几个出口，作为菌液的成品出口，当菌液经过一段时间的培养合格后，可由成品出口流出，直接装罐出售。不装罐的菌液又自动回流至混合罐，此时，新的培养液在球阀自动控制器9的作用下也进入混合罐5，与菌液混合后在抽动泵6的作用下，进入反应容器2中，又开始新的一次连续培养，从而实现了自动化连续生产。

当然，反应容器的连通管除采用本实施例的“U”形管连接及叠加的形式外，还可以采用其他的环绕或\和叠加形式，如螺旋形等。