[发明专利]袋状光生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光生物反应器，尤其涉及一种用于袋状光生物反应器的曝气装置。

背景技术

光生物反应器是指能用于光合微生物及具有光合能力的组织或细胞的培养的一类装置。光生物反应器有较高的光能利用效率，在最佳状态下可达到18％，而植物和森林仅能利用入射光能的0.2％，并且可以进行全天候的连续或半连续培养，因此能实现光合生物的高密度培养并获得较高的单位面积或体积生物量产量。藻类尤其是单细胞微藻能有效地利用光能、CO₂和无机盐类合成蛋白质、脂肪、碳水化合物、油以及多种高附加值生物活性物质，故目前光生物反应器广泛用于微藻的大量和高密度培养。

光生物反应器系统一般包括光生物反应器和用于调节和控制光、温度、溶解氧、CO₂、pH和营养物质等培养条件的外部装置。常见的光生物反应器包括板状光生物反应器、管状光生物反应器、袋状光生物反应器等。其中，袋状光生物反应器通常包括由两片透明塑料薄膜在周边热合形成的袋状主体，在所述袋状主体中容纳培养液，待培养的生物物质例如微藻悬浮在所述培养液中。通常袋状光生物反应器还包括曝气装置，用于向所述培养液中分散例如CO₂的气体，从而一方面提供生物物质进行光合作用所需的原料气体，另一方面通过气泡的搅拌作用搅动培养液，使悬浮在培养液中的生物物质经常移动位置，从而使处于袋状光生物反应器中的不同位置的生物物质都能均匀地接受光照，达到更好的培养效果。

目前已知的一种用于袋状光生物反应器的曝气装置如图1所示。图1所示的用于袋状光生物反应器的曝气装置是独立于袋状光生物反应器10制作的一根软质气管20，该软质气管20包括开口端201和封闭端202，并且在封闭端202一侧的一段气管203上开有气孔205。在使用时，需要先在袋状光生物反应器10的袋体的顶部的一侧开孔，然后将气管的封闭端垂直插入所开的孔中，一直插到袋体的底部，接着使气管在袋体的底部上弯折，从而使开有气孔的气管段203位于袋体的底部上。当利用例如气泵装置向气管的开口端充气时，气体从位于袋体底部的气管段上的气孔向外曝出，进入培养液中。

另外，如图2A-2C所示，已知的袋状光生物反应器上通常包括多条水平的热合线206或垂直的热合线207或多个分散的热合点208，用于增强袋状光生物反应器的强度，以免充入培养液时涨破袋子。

在上述传统的袋状光生物反应器中，曝气装置与袋体分开制作，并且插入作为曝气装置的气管时比较费时、费力。

发明内容

考虑到上述问题，本发明提供了一种袋状光生物反应器，其包括与袋状光生物反应器形成一体的曝气装置，因此，在使用中无需另插入气管即可达到曝气目的。

根据本发明的袋状光生物反应器，包括：袋状主体，所述袋状主体被构造成容纳培养液，待培养的生物物质悬浮在所述培养液中；和曝气装置，用于向所述培养液中分散气体；其中所述曝气装置由袋状主体的一部分形成。

根据本发明的袋状光生物反应器，由于曝气装置由袋状主体的一部分形成，在使用中无需人工插入曝气管，从而便于生物反应器的使用。并且，由于曝气装置由袋状主体的一部分形成，制作时无需外加材料或内夹装置，因而袋状光生物反应器的结构更简单，同时构造曝气装置的方法更简单。

根据本发明，所述曝气装置可通过在袋状主体的底部边缘处，并且在构成袋状主体的两片袋材料之间形成交替的结合部分和非结合部分而形成。从而，可以在制作袋状光生物反应器的同时制作曝气装置，而不用另外制作曝气管。

根据本发明的一个优选实施例的袋状光生物反应器，曝气装置通过在袋状主体上形成断续的热合线而形成。从而，曝气装置可以在制作袋状光生物反应器的热合步骤中同时制作完成，而不用增加制作曝气装置的单独步骤，从而简化了光生物反应器的制作过程。

可选地，所述曝气装置可通过用外部夹紧装置每隔一段距离夹紧构成袋状主体的两片袋材料而形成。这样，在使用中可方便地调节曝气孔的大小，从而调节曝气量，进而实现对生物物质生长的调节。

根据本发明的袋状光生物反应器的一个实施例，还包括形成在所述袋状主体的侧部边缘处并与所述曝气装置连通的气体通道，从而也可以从袋状主体的上部通入气体。

根据本发明的袋状光生物反应器的一个实施例，还包括设置在所述袋状主体的底部部分上的连接管，用于连接外部气体管路和曝气装置，从而便于将外部气体通过入曝气装置中。

根据本发明的袋状光生物反应器的一个实施例，所述曝气装置包括在两片袋材料的结合部分之间形成的尺寸为0.1-1mm的曝气孔。