用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)及藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)及藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]微藻是一類生長(zhǎng)在水體里種類繁多、分布廣泛且個(gè)體一般小于2mm的浮游植物，它們的細(xì)胞就像陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)有機(jī)物工廠，通過其高效的光合作用，利用光能，吸收CO2和H2O,將它們轉(zhuǎn)化為碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等化學(xué)能，并釋放出02。
[0003]目前“微藻高效規(guī)?；B(yǎng)殖技術(shù)”是微藻生物技術(shù)的核心之一。通常，藻液位于光生物反應(yīng)器內(nèi)，通過通氣設(shè)備向光生物反應(yīng)器通入空氣或二氧化碳，光生物反應(yīng)器和通氣設(shè)備之間具有通氣管道?，F(xiàn)有的光生物反應(yīng)器包括封閉式光生物反應(yīng)器，即封閉式培養(yǎng)系統(tǒng)，是用透明材料建造的生物反應(yīng)器。這種生物反應(yīng)器除了能采集光能外，其他諸多方面與傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵用生物反應(yīng)器有許多相似之處。封閉式光生物反應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)微藻單種、純種的培養(yǎng)，而且培養(yǎng)條件易于控制，培養(yǎng)密度高、易收獲，所以效率更高，但是建造與操作成本也隨之提高。
[0004]例如中國(guó)專利ZL02134235.0公開了一種自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)管式光生物反應(yīng)器，它的反應(yīng)容器為透明透光材料的圓柱型連通管，有入口端和出口端，并接入混合罐，反應(yīng)器是由多層“U”型連通管交叉疊加而形成的立體管道，光源位于連通管交叉疊加而形成的“#”字型立體空間內(nèi)。這種微藻養(yǎng)殖方式與設(shè)備盡管克服了開放池粗放的缺點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大規(guī)模裝置難以實(shí)現(xiàn)，建造成本高昂，且難以充分利用自然陽(yáng)光，不適于微藻低成本、大規(guī)?；B(yǎng)殖。
[0005]中國(guó)專利ZL03128138.9公開了一種封閉管式光生物反應(yīng)器，由立體雙排平螺旋式管道和獨(dú)特的U型連接彎頭，雙塔，零剪切力輸液栗，二氧化碳注氣裝置，冷熱交換器等構(gòu)成。雙塔中的排氧反應(yīng)塔設(shè)有負(fù)壓噴射栗，可有效排除培養(yǎng)液中的蓄積氧，調(diào)控塔可以調(diào)解液壓和以負(fù)壓向反應(yīng)管道自動(dòng)輸送培養(yǎng)液。該反應(yīng)器克服了常規(guī)反應(yīng)器占地面積大，效率低的缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。而且反應(yīng)器豎立放置，培養(yǎng)液和藻液需要很大能耗從底部輸送到頂部，對(duì)藻絲的剪切力大為增加，也增高了微藻養(yǎng)殖成本。
[0006]中國(guó)專利CN1721523A公開了一種微藻規(guī)模培養(yǎng)的光生物反應(yīng)器，包括透明管道、氣體解析裝置、附屬管道系統(tǒng)、培養(yǎng)參數(shù)感受和控制設(shè)施等組成。采用大型氣體解析裝置、將平行排列的透明管道進(jìn)行并聯(lián)，解決了封閉管道光生物反應(yīng)器氣體交換的難題，但是同樣存在制造成本和操作費(fèi)用高昂的問題。
[0007]中國(guó)專利ZL96216364.3公開了一種密閉型循環(huán)潛層螺旋藻培養(yǎng)裝置，由溢流噴射器、溢流板式光生物反應(yīng)器、儲(chǔ)液槽、循環(huán)栗依次連接而成，其中采用透光材料制作的溢流板式光生物反應(yīng)器內(nèi)裝有多層水平放置且上下層的溢流口交叉分布的帶擋板的托板。該反應(yīng)器雖然效率很高，但多層托板結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，不利于大規(guī)模放大生產(chǎn)。
[0008]而且現(xiàn)有的跑道式養(yǎng)殖技術(shù)中還存在以下問題:1、藻液溫度和光照強(qiáng)度不能控制，光能利用率低，藻類生長(zhǎng)環(huán)境差，造成產(chǎn)量低和質(zhì)量不穩(wěn)；2、開放式養(yǎng)殖，易受其它生物污染，衛(wèi)生條件差，影響藻粉質(zhì)量；3、跑道式養(yǎng)殖攪拌系統(tǒng)耗能大，1500瓦電機(jī)承擔(dān)兩個(gè)大棚的攪拌任務(wù)，110米長(zhǎng)的大棚由于攪拌不充分，造成低產(chǎn)和質(zhì)量不穩(wěn)；4、傳統(tǒng)跑道式養(yǎng)殖要素難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，養(yǎng)殖生產(chǎn)效率低。
[0009]因此，針對(duì)以上不足，需要提供一種生長(zhǎng)環(huán)境條件優(yōu)越、節(jié)能低碳、充分利用自然資源、微藻生產(chǎn)效率高、成本低、適合大規(guī)模培養(yǎng)的藻類養(yǎng)殖光生物反應(yīng)器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010](一)要解決的技術(shù)問題
[0011]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)及藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)，一方面解決現(xiàn)有的藻類養(yǎng)殖技術(shù)中存在的藻液生長(zhǎng)溫度和光照不能控制，生長(zhǎng)環(huán)境差的問題；另一方面解決現(xiàn)有的藻類養(yǎng)殖技術(shù)中存在能耗高、生產(chǎn)效率低及成本高的問題。
[0012](二)技術(shù)方案
[0013]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)，其包括保溫水池、熱水產(chǎn)生單元、冷水供應(yīng)單元、氣液熱交換器及控制器，冷水供應(yīng)單元、熱水產(chǎn)生單元及保溫水池依次連接；氣液熱交換器浸沒在保溫水池中，氣液熱交換器一端與通氣設(shè)備連通，另一端與光生物反應(yīng)器連接；控制器與冷水供應(yīng)單元和熱水產(chǎn)生單元連接，以控制冷水供應(yīng)單元冷水的供應(yīng)及熱水產(chǎn)生單元熱水的產(chǎn)生。
[0014]其中，所述熱水產(chǎn)生單元為太陽(yáng)能熱水器，太陽(yáng)能熱水器的安裝位置高于保溫水池，所述光生物反應(yīng)器底部設(shè)置有微孔氣體分散器，氣液熱交換器與微孔氣體分散器連接。
[0015]其中，所述冷水供應(yīng)單元包括冷水源和冷水栗，所述冷水源通過冷水栗與太陽(yáng)能熱水器連通，所述冷水栗與控制器連接。
[0016]其中，所述保溫水池內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器與控制器連接。
[0017]其中，所述保溫水池與冷水池呈回字形，冷水池位于保溫水池的外側(cè)，且冷水池的高度低于保溫水池的高度，保溫水池的頂部設(shè)置有連通保溫水池與冷水池的溢流通道。
[0018]其中，所述通氣設(shè)備包括相連接的風(fēng)力壓縮機(jī)和壓縮氣體儲(chǔ)存罐，壓縮氣體儲(chǔ)存罐與氣液熱交換器連接。
[0019]本實(shí)用新型另一方面提供了一種藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)，其包括光生物反應(yīng)器、通氣設(shè)備及上述的通氣管道溫控系統(tǒng)，所述光生物反應(yīng)器與通氣設(shè)備通過浸沒在保溫水池中氣液熱交換器連接。
[0020]其中，所述光生物反應(yīng)器包括反應(yīng)器主體，分隔單元和通氣設(shè)備，所述反應(yīng)器主體為封底管狀的透明體；所述分隔單元位于所述反應(yīng)器主體的內(nèi)部，將所述反應(yīng)器主體分為左、右兩個(gè)空間，所述分隔單元的頂部和底部均留有供左、右兩個(gè)空間連通的通道；所述氣液熱交換器與所述反應(yīng)器主體的任一空間的底部連通。
[0021]其中，所述分隔單元為一排豎管依次連接形成的透明排管結(jié)構(gòu)，各豎管上、下端密封，靠中間位置的豎管內(nèi)設(shè)置光源；反應(yīng)器主體內(nèi)設(shè)置有超聲清洗棒，超聲清洗棒與控制器連接。
[0022]其中，其還包括進(jìn)液管網(wǎng)、出液管網(wǎng)及多個(gè)光生物反應(yīng)器，各光生物反應(yīng)器的進(jìn)液口與進(jìn)液管網(wǎng)連接，各光生物反應(yīng)器的出液口與出液管網(wǎng)連接。
[0023](三)有益效果
[0024]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):在控制器的控制下，冷水供應(yīng)單元為熱水產(chǎn)生單元供應(yīng)水源，熱水產(chǎn)生單元產(chǎn)生熱水后通往保溫水池，溫度傳感器放置在保溫水池中可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)保溫水池中的水溫，保溫水池保持適當(dāng)?shù)乃疁剡M(jìn)而與氣液熱交換器進(jìn)行熱交換，將熱量傳遞給氣液熱交換器的氣體，氣液熱交換器與光生物反應(yīng)器連通，通入光生物反應(yīng)器的空氣或二氧化碳?xì)怏w可具有利于微藻生長(zhǎng)的溫度，通入光生物反應(yīng)器中后，可為微藻生長(zhǎng)提供適生環(huán)境；溫度傳感器將保溫水池水溫信息傳遞給控制器，控制器進(jìn)行判斷并控制熱水產(chǎn)生單元和冷水供應(yīng)單元進(jìn)行工作，進(jìn)而保證保溫水池中的水溫處于合適的狀態(tài)。
[0025]另外，本實(shí)用新型提供的用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)及藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)中，所述保溫水池與冷水池設(shè)計(jì)為相鄰或回字形，這樣設(shè)計(jì)一舉多得:1.這樣可以及時(shí)矯正保溫水池?zé)崴臏囟龋?.將多余的熱量及時(shí)轉(zhuǎn)給冷水池，降低熱量散失，提高冷水池水溫，使熱水器加熱時(shí)間縮短，節(jié)約能源；3.太陽(yáng)能熱水器的安裝位置高于保溫水池，利用該太陽(yáng)能熱水器和保溫水池的高差及保溫水池與冷水池的高度差，實(shí)現(xiàn)自流和溢流，節(jié)能高效；4.設(shè)計(jì)巧妙和簡(jiǎn)捷，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?。本實(shí)用新型將設(shè)定溫度的壓縮空氣(也可混入一定濃度的CO2氣體)通入光生物反應(yīng)器一舉多得，即實(shí)現(xiàn)了藻液的充分混合，實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞隨時(shí)的氣體交換和氧的排放，也實(shí)現(xiàn)了藻液溫度的控制，還可為微藻提供碳源。這里熱能是來自于太陽(yáng)能，壓縮空氣能是來自于風(fēng)能，0)2氣體是來自于經(jīng)過預(yù)處理的工廠排除的廢氣，因此，該系統(tǒng)是充分利用自然資源為微藻提供適生環(huán)境，可謂整個(gè)養(yǎng)殖系統(tǒng)使用潔凈能源，低碳、綠色、環(huán)保，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制；本實(shí)用新型通過每個(gè)光生物反應(yīng)器與進(jìn)液管網(wǎng)和出液管網(wǎng)連接的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，組裝靈活，可使藻類養(yǎng)殖實(shí)現(xiàn)條件可控、清潔低碳、環(huán)境友好，穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)、低成本運(yùn)行和規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)示意圖。
[0027]圖中，1:光生物反應(yīng)器；2:保溫水池；3:氣液熱交換器；4:冷水供應(yīng)單元；5:熱水產(chǎn)生單元；6:溫度傳感器；7:控制器；8:通氣設(shè)備；101:超聲棒；102:透明排管結(jié)構(gòu)；401:冷水池；402:冷水栗；801:壓縮空氣IC藏罐；802:風(fēng)力空氣壓縮機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0029]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種用于藻類養(yǎng)殖的通氣溫控系統(tǒng)，其包括保溫水池2、熱水產(chǎn)生單元5、冷水供應(yīng)單元4、氣液熱交換器、控制器7及溫度傳感器6，冷水供應(yīng)單元4、熱水產(chǎn)生單元5及保溫水池2依次連接；氣液熱交換器一端與通氣設(shè)備連通，另一端與光生物反應(yīng)器連接，光生物反應(yīng)器I和通氣設(shè)備8之間的氣液熱交換器3浸沒在保溫水池2中，使氣液熱量交換達(dá)到平衡，溫