[发明专利]一种用于光发酵产氢细菌富集与培养的装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于光发酵产氢技术领域，特别是涉及一种用于光发酵产氢细菌富集与培养的装置及其使用方法，适用于光发酵产氢细菌的富集与培养及产氢实验研究。

背景技术

随着能源需求的不断增长，全球化石燃料储量逐渐减少，能源问题日益突出，二次能源将成为未来能源系统的主体，这其中，可以实现零排放的氢能更是重中之重，其高效、洁净、可再生的特点，受到社会各界的广泛关注。因此，氢气的制取尤为重要，生物制氢可以利用有机废水和废弃物获取氢气、价格低廉、同时带来了去除有机污染物的效益。光发酵细菌可以充分利用光能和有机废水中的小分子物质，产气速率快，具有很大的前景。

光发酵细菌的生长条件严苛，对温度、光照的要求都比较高。光照培养箱是富集和培养光发酵细菌的有效途径，但是普通光照培养箱价格高昂，而且安装的光源一般不适合光发酵产氢细菌生长。光合细菌在自然静置培养条件下，温度往往难以控制，光照条件的不适宜，更使光发酵细菌的富集难以进行，高效制氢菌种不宜筛选，生物制氢更是无法完成。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可以架设于普通卧式气浴恒温振荡器的用于光发酵产氢细菌富集与培养的装置及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于光发酵产氢细菌富集与培养的装置，包括壳体，在所述壳体上部设置有光照组件和散热组件，在壳体内设置有温控组件，温控组件的输出端与散热组件的控制端相连接，壳体上设置有若干个通风孔和穿线孔。

所述壳体采用有机玻璃制成。

所述温控组件采用温度传感器。

在所述通风孔上设置有空气过滤组件。

所述散热组件设置在壳体顶部，通风孔设置在壳体的四周。

所述装置还包括气体体积测定装置，气体体积测定装置的入口端与排气管的出口端相连接，排气管的入口端通过壳体的通风孔后与壳体内的实验培养瓶的入口端相连接。

所述装置还包括具有加温组件和振荡组件的恒温振荡培养器，所述壳体设置在恒温振荡培养器的上盖安装位置。

所述的用于光发酵产氢细菌富集与培养的装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：取下恒温振荡培养器的上盖，将所述壳体架设在恒温振荡培养器的上盖安装位置，并连接好恒温振荡培养器的电源；

步骤二：将温控组件的温度设置为设定温度；

步骤三：在实验培养瓶内装入接种过菌液的培养基，并接通恒温振荡培养器的电源；

步骤四：装有接种过菌液的培养基的实验培养瓶在恒温振荡培养器的振荡组件的振荡作用下混合均匀；实验培养瓶中的微生物接受光照组件的光线进行光发酵生长和产氢；当壳体内的温度过低时，恒温振荡培养器的加温组件将壳体内自动加热到适宜温度；当壳体内的温度高于设定温度时，在温控组件的控制下散热组件开始工作，将热空气外排，外部低温空气从通风孔进入壳体内部，使壳体内温度降低，通过温控组件和散热组件的共同作用控制装置的温度保持恒定。

本发明的工作原理：

本发明的散热组件在温控组件的控制下将热气提至装置壳体外达到冷却的目的，防止在温度过高时无法自动调节回设定温度；同时，发酵产氢细菌利用光照组件提供的光能和培养基中的有机物产生氢气，产生的氢气通过排气管排出进入气体体积测定装置，连续测其产气量。

本发明的有益效果：

1、普通光照培养箱采用日光灯照射，适用于藻类等培养，但是不利于光发酵细菌的生长；本发明的装置内装有两个光照组件，均为白炽灯，光照波长和光照强度均适于光发酵产氢细菌生长；

2、本发明的装置内部设有温控组件，可控制装置内的温度条件，益于光发酵细菌在适宜温度条件进行富集和产氢实验研究；

3、虽然可在普通恒温振荡培养器上端安装白炽灯使光照条件利于光发酵细菌生长，但白炽灯放热量大，会使恒温振荡培养器内部不断加热，而普通恒温振荡培养器在温度过高时无法自动调节回设定温度，致使光发酵细菌由于温度过高而死亡；本发明的装置中设有温控组件和散热组件，当装置内温度高于设定温度时，温控组件会控制散热组件的风扇将热空气吸提至装置外，外部冷空气通过通风孔进入装置内部，达到冷却控温的目的，使温度维持在设定温度内；

4、本发明的通风孔上设置有空气过滤组件，保证了装置内部空气的洁净，防止菌体污染；同时，通风孔可穿过排气管作为检测气体体积的通道，以实现连续产氢监测；

5、本发明的装置价格低廉，相较于现有的光照培养箱优势明显；将该装置架设于普通恒温振荡培养器上，易于实现，而且结构简单，使用方便；