[发明专利]用于藻类养殖的通气温控系统及藻类养殖系统

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种用于藻类养殖的通气温控系统及藻类养殖系统。

背景技术

微藻是一类生长在水体里种类繁多、分布广泛且个体一般小于2mm的浮游植物，它们的细胞就像阳光驱动的生产有机物工厂，通过其高效的光合作用，利用光能,吸收CO₂和H₂O，将它们转化为碳水化合物、蛋白质、脂肪等化学能，并释放出O₂。

目前“微藻高效规模化养殖技术”是微藻生物技术的核心之一。通常，藻液位于光生物反应器内，通过通气设备向光生物反应器通入空气或二氧化碳，光生物反应器和通气设备之间具有通气管道。现有的光生物反应器包括封闭式光生物反应器，即封闭式培养系统，是用透明材料建造的生物反应器。这种生物反应器除了能采集光能外，其他诸多方面与传统的微生物发酵用生物反应器有许多相似之处。封闭式光生物反应器可以实现微藻单种、纯种的培养，而且培养条件易于控制，培养密度高、易收获，所以效率更高，但是建造与操作成本也随之提高。

例如中国专利ZL02134235.0公开了一种自动化连续生产管式光生物反应器，它的反应容器为透明透光材料的圆柱型连通管，有入口端和出口端，并接入混合罐，反应器是由多层“U”型连通管交叉叠加而形成的立体管道，光源位于连通管交叉叠加而形成的“#”字型立体空间内。这种微藻养殖方式与设备尽管克服了开放池粗放的缺点，但结构复杂，大规模装置难以实现，建造成本高昂，且难以充分利用自然阳光，不适于微藻低成本、大规模化养殖。

中国专利ZL03128138.9公开了一种封闭管式光生物反应器，由立体双排平螺旋式管道和独特的U型连接弯头，双塔，零剪切力输液泵，二氧化碳注气装置，冷热交换器等构成。双塔中的排氧反应塔设有负压喷射泵，可有效排除培养液中的蓄积氧，调控塔可以调解液压和以负压向反应管道自动输送培养液。该反应器克服了常规反应器占地面积大，效率低的缺点，可以实现规模化生产，但是结构复杂，制造成本高。而且反应器竖立放置，培养液和藻液需要很大能耗从底部输送到顶部，对藻丝的剪切力大为增加，也增高了微藻养殖成本。

中国专利CN1721523A公开了一种微藻规模培养的光生物反应器，包括透明管道、气体解析装置、附属管道系统、培养参数感受和控制设施等组成。采用大型气体解析装置、将平行排列的透明管道进行并联，解决了封闭管道光生物反应器气体交换的难题，但是同样存在制造成本和操作费用高昂的问题。

中国专利ZL96216364.3公开了一种密闭型循环潜层螺旋藻培养装置，由溢流喷射器、溢流板式光生物反应器、储液槽、循环泵依次连接而成，其中采用透光材料制作的溢流板式光生物反应器内装有多层水平放置且上下层的溢流口交叉分布的带挡板的托板。该反应器虽然效率很高，但多层托板结构十分复杂，不利于大规模放大生产。

而且现有的跑道式养殖技术中还存在以下问题：1、藻液温度和光照强度不能控制，光能利用率低，藻类生长环境差，造成产量低和质量不稳；2、开放式养殖，易受其它生物污染，卫生条件差，影响藻粉质量；3、跑道式养殖搅拌系统耗能大，1500瓦电机承担两个大棚的搅拌任务，110米长的大棚由于搅拌不充分，造成低产和质量不稳；4、传统跑道式养殖要素难以实现自动化控制，养殖生产效率低。

因此，针对以上不足，需要提供一种生长环境条件优越、节能低碳、充分利用自然资源、微藻生产效率高、成本低、适合大规模培养的藻类养殖光生物反应器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种用于藻类养殖的通气温控系统及藻类养殖系统，一方面解决现有的藻类养殖技术中存在的藻液生长温度和光照不能控制，生长环境差的问题；另一方面解决现有的藻类养殖技术中存在能耗高、生产效率低及成本高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于藻类养殖的通气温控系统，其包括保温水池、热水产生单元、冷水供应单元、气液热交换器及控制器，冷水供应单元、热水产生单元及保温水池依次连接；气液热交换器浸没在保温水池中，气液热交换器一端与通气设备连通，另一端与光生物反应器连接；控制器与冷水供应单元和热水产生单元连接，以控制冷水供应单元冷水的供应及热水产生单元热水的产生。

其中，所述热水产生单元为太阳能热水器，太阳能热水器的安装位置高于保温水池，所述光生物反应器底部设置有微孔气体分散器，气液热交换器与微孔气体分散器连接。