專利名稱：一種外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵裝置。
技術(shù)背景光合反應(yīng)發(fā)酵罐一般為機械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐。光源的做法有三種1、外置光源。2、內(nèi)置光源。3、穿透式內(nèi)置光源。攪拌系統(tǒng)的 攪拌器為渦輪攪拌，轉(zhuǎn)速釆用變頻器調(diào)節(jié)。其它系統(tǒng)與普通液體發(fā)酵 罐基本相同?？刂萍夹g(shù)大多釆用PLC或工控機對攪拌轉(zhuǎn)速、溫度、 壓力、pH、 DO、泡沫、補料等參數(shù)進行控制或關(guān)聯(lián)控制。 以上情況存在以下問題 1、光源系統(tǒng)存在的問題1) 外置光源照度不均勻，光照強度低。2) 內(nèi)置光源同樣存在照度不均勻，局部過熱，不便于清洗維護等。3) 穿透式內(nèi)置光源照度適當(dāng)均勻，強度也可增強，過熱也可解 決。但CIP清洗、SIP滅菌困難，維修很不方便。2、 攪拌系統(tǒng)存在的問題沒有考慮光合反應(yīng)生物、植物細胞、藻類生長適用的剪切力低的問題。3、 控制系統(tǒng)存在的問題沒有考慮光合反應(yīng)中二氧化碳的作用，氧氣的過量會抑制光合反 應(yīng)的進行等問題。 實用新型內(nèi)容本實用新型需要解決的技術(shù)問題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提 供一種外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵裝置。為解決上述問題，本實用新型釆用如下技術(shù)方案本實用新型一種外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵裝置，所述裝置包括一 個發(fā)酵罐及其控制系統(tǒng)，發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置有攪拌系統(tǒng)，發(fā)酵罐外設(shè)置有 一個光照器，所述發(fā)酵罐和光照器之間通過管道連接，所述管道上設(shè) 置有一個軟管泵。本實用新型所述光照器由一個大面積玻璃管組成，所述玻璃管外 設(shè)置有一個光源系統(tǒng)。本實用新型所述管道上設(shè)置有回流閥、壓力表、安全閥、清洗系 統(tǒng)和滅菌系統(tǒng)。本實用新型的優(yōu)點為1、 運用連續(xù)外循環(huán)法通過大面積光照器完成生物或細胞的光合 作用，再回到發(fā)酵罐內(nèi)。在攪拌器的作用下釋放新陳代謝的廢物，同 時實現(xiàn)降溫、調(diào)整溶氧和二氧化碳的含量。然后再進入下一個循環(huán)， 周而復(fù)始。光照器白天釆用日光照射，強度可達8000—10000LX。晚上采用光源照射，經(jīng)反光鏡聚集光能。熱量傳遞效率很低，物料溫度 易控制。2、 攪拌系統(tǒng)。光合反應(yīng)發(fā)酵過程中能滿足攪拌均勻的前提下剪 切力越小越利于光合菌和植物細胞的生長。3、 控制系統(tǒng)。不但要完成各個技術(shù)參數(shù)的精確控制，更需要解 決光合反應(yīng)過程中氧氣、二氧化碳含量的合理配比。氧氣含量高會抑 制光合反應(yīng)的進行。6、軟管泵為低剪切力的輸送設(shè)備，無泄露、無死角。 本實用新型釆用外循環(huán)法，因此光照器設(shè)置在外。具有以下顯著 效果1、 光照器可以自由組合；光照面積可根據(jù)需要加大以提高光合效率。2、 由于白天釆用日光照射時間在12—14小時。不但節(jié)約能源，而且日光是其他光源無法替代的天然光源。日光適合所有光合反應(yīng)的 生物、植物細胞、澡類的生長繁殖。日光波長范圍廣、強度大。在光 合反應(yīng)培養(yǎng)過程中甚至還要根據(jù)需要控制其強度不能太大。3、 由于光照器設(shè)置在外面，同樣規(guī)格的發(fā)酵罐單批產(chǎn)量可以提高20%。4、 光照器設(shè)置在外面，罐內(nèi)無死角、空間大。便于檢查維護， CIP清洗、SIP滅菌十分方便。5、 光照器關(guān)鍵部件在外，安裝、調(diào)試、檢修便捷。情況一目了然。6、 攪拌系統(tǒng)使光合反應(yīng)生物生長加快，再加之光照器面積大和 采用曰光等因素，反應(yīng)周期可縮短20—30%。7、 由于釆用了外循環(huán)系統(tǒng)，光合反應(yīng)生物、植物細胞的局部環(huán) 境是在周而復(fù)始不停更新。因此其光合反應(yīng)的速率往往處于對數(shù)生長 期，這樣效率提高、周期縮短。8、 由于外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵技術(shù)的實現(xiàn)。其關(guān)鍵技術(shù)在于 光照面積不受限制。同時還釆用了白天利用曰光這一最好的天然光源 真正實現(xiàn)工廠化大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖l所示，本實用新型一種外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵裝置，所 述裝置包括一個發(fā)酵罐1及其控制系統(tǒng)，發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置有攪拌系統(tǒng)2， 發(fā)酵罐外設(shè)置有一個光照器3，所述發(fā)酵罐和光照器之間通過管道4 連接，所述管道上設(shè)置有一個軟管泵5。本實用新型所述光照器由一個大面積玻璃管組成，所述玻璃管外 設(shè)置有一個光源系統(tǒng)6。本實用新型所述管道上設(shè)置有回流閥7、壓力表8、安全閥9、統(tǒng)11。本實用新型的優(yōu)點為1、 運用連續(xù)外循環(huán)法通過大面積光照器完成生物或細胞的光合 作用，再回到發(fā)酵罐內(nèi)。在攪拌器的作用下釋放新陳代謝的廢物，同 時實現(xiàn)降溫、調(diào)整溶氧和二氧化碳的含量。然后再進入下一個循環(huán)，周而復(fù)始。光照器白天釆用日光照射，強度可達8000—10000LX。晚 上釆用光源照射，經(jīng)反光鏡聚集光能。熱量傳遞效率很低，物料溫度 易控制。2、 攪拌系統(tǒng)。光合反應(yīng)發(fā)酵過程中能滿足攪拌均勻的前提下剪 切力越小越利于光合菌和植物細胞的生長。3、 控制系統(tǒng)。不但要完成各個技術(shù)參數(shù)的精確控制，更需要解 決光合反應(yīng)過程中氧氣、二氧化碳含量的合理配比。氧氣含量高會抑 制光合反應(yīng)的進行。6、軟管泵為低剪切力的輸送設(shè)備，無泄露、無死角。 本實用新型采用外循環(huán)法，因此光照器設(shè)置在外。具有以下顯著 效果1、 光照器可以自由組合；光照面積可根據(jù)需要加大以提高光合效率。2、 由于白天釆用日光照射時間在12—14小時。不但節(jié)約能源， 而且日光是其他光源無法替代的天然光源。日光適合所有光合反應(yīng)的 生物、植物細胞、澡類的生長繁殖。日光波長范圍廣、強度大。在光 合反應(yīng)培養(yǎng)過程中甚至還要根據(jù)需要控制其強度不能太大。3、 由于光照器設(shè)置在外面，同樣規(guī)格的發(fā)酵罐單批產(chǎn)量可以提 高20%。4、 光照器設(shè)置在外面，罐內(nèi)無死角、空間大。便于檢查維護， CIP清洗、SIP滅菌十分方便。5、 光照器關(guān)鍵部件在外，安裝、調(diào)試、檢修便捷。情況一目了然。
6、 攪拌系統(tǒng)使光合反應(yīng)生物生長加快，再加之光照器面積大和釆用日光等因素，反應(yīng)周期可縮短20—30%。
7、 由于釆用了外循環(huán)系統(tǒng)，光合反應(yīng)生物、植物細胞的局部環(huán) 境是在周而復(fù)始不停更新。因此其光合反應(yīng)的速率往往處于對數(shù)生長 期，這樣效率提高、周期縮短。
8、 由于外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵技術(shù)的實現(xiàn)。其關(guān)鍵技術(shù)在于 解決了光照面積不受限制。同時還釆用了白天利用日光這一最好的天 然光源真正實現(xiàn)工廠化大規(guī)模生產(chǎn)。本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的 啟示下得出的其他任何與本實用新型相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本 實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵裝置，其特征在于所述裝置包括一個發(fā)酵罐及其控制系統(tǒng)，發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置有攪拌系統(tǒng)，發(fā)酵罐外設(shè)置有一個光照器，所述發(fā)酵罐和光照器之間通過管道連接，所述管道上設(shè)置有一個軟管泵。
2、 如權(quán)利要求1所述的外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵裝置，其特征 在于所述光照器由一個大面積玻璃管組成，所述玻璃管外設(shè)置有一 個光源系統(tǒng)。
3、 如權(quán)利要求2所述的外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵裝置，其特征 在于所述管道上設(shè)置有回流閥、壓力表、安全閥、清洗系統(tǒng)和滅菌 系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種外循環(huán)光合反應(yīng)生物發(fā)酵裝置，所述裝置包括一個發(fā)酵罐及其控制系統(tǒng)，發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置有攪拌系統(tǒng)，發(fā)酵罐外設(shè)置有一個光照器，所述發(fā)酵罐和光照器之間通過管道連接，所述管道上設(shè)置有一個軟管泵。本實用新型光照面積不受限制。同時還采用了白天利用日光這一最好的天然光源真正實現(xiàn)工廠化大規(guī)模生產(chǎn)。由于采用了外循環(huán)系統(tǒng)，光合反應(yīng)生物、植物細胞的局部環(huán)境是在周而復(fù)始不停更新。因此其光合反應(yīng)的速率往往處于對數(shù)生長期，這樣效率提高、周期縮短。
文檔編號C12M1/36GK201102956SQ20072007395
公開日2008年8月20日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者陳光南 申請人:上海日泰醫(yī)藥設(shè)備工程有限公司