專利名稱：一種新型平板光生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光生物反應(yīng)器，具體來說是一種外置加固內(nèi)部連通式的新型平板光生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
用于微藻大規(guī)模培養(yǎng)的平板式光生物反應(yīng)器一般是由透明玻璃制成的平板箱體組成。受玻璃生產(chǎn)工藝、玻璃強(qiáng)度及玻璃粘合技術(shù)等因素的限制，在設(shè)計較大培養(yǎng)規(guī)模的平板光生物反應(yīng)器時，通常采用下述兩種方案其一，將平板光生物反應(yīng)器看作是由若干較小平板反應(yīng)器單元組成的整體，通過引入內(nèi)拉筋結(jié)構(gòu)，將若干較小體積反應(yīng)器單元連接成為一個較大的整體，從而實現(xiàn)反應(yīng)器培養(yǎng)規(guī)模的放大；其二，平板光生物反應(yīng)器腔體內(nèi)部沒有或僅有很少的內(nèi)拉筋，通過在反應(yīng)器外部焊接金屬加固框，從而為保證反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。上述兩種方案設(shè)計的平板光生物反應(yīng)器雖然可以實現(xiàn)反應(yīng)器培養(yǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，但仍存在諸多缺點(diǎn)(1)通過設(shè)計內(nèi)拉筋結(jié)構(gòu)來連接反應(yīng)器單元、穩(wěn)固反應(yīng)器的同時，不可避免的會在反應(yīng)器內(nèi)部形成了一定的空間阻隔，這些阻隔會對培養(yǎng)物液流的循環(huán)流動產(chǎn)生一定影響，降低生產(chǎn)效率；另一方面，內(nèi)拉筋結(jié)構(gòu)增加了反應(yīng)器內(nèi)部死角的體積和數(shù)量，進(jìn)一步增加了清洗反應(yīng)器的難度，給規(guī)模化生產(chǎn)帶來一定難度。(2)目前用于微藻規(guī)?；a(chǎn)的外置加固式平板光生物反應(yīng)器，外加固用材較多，美觀度較差，而且這些外部用材還遮擋了一定的光線進(jìn)入反應(yīng)器；(3)無論內(nèi)置拉筋組件的平板式光生物反應(yīng)器還是外置加固式平板光生物反應(yīng)器，當(dāng)反應(yīng)器某一單元出現(xiàn)故障后，維修都較復(fù)雜；(4)平板光生物反應(yīng)器培養(yǎng)規(guī)模擴(kuò)大后，無法實現(xiàn)自動或半自動清洗。
實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種可用于微藻大規(guī)模培養(yǎng)的新型平板光生物反應(yīng)器，用以解決傳統(tǒng)平板反應(yīng)器難以實現(xiàn)較大規(guī)模體積培養(yǎng)、藻液循環(huán)效果差、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性低、使用壽命短、維修繁瑣和難以實現(xiàn)方便快速清洗的缺點(diǎn)。為解決以上技術(shù)問題，本實用新型提供的技術(shù)方案是一種新型平板光生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器底槽、封閉式透明反應(yīng)裝置、反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)及反應(yīng)器半自動清洗裝置；所述封閉式透明反應(yīng)裝置安裝于所述反應(yīng)器底槽上；所述反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)包括若干組前加固模塊和后加固模塊，每組前、后加固模塊設(shè)置于所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體兩側(cè)，且所述前、后加固模塊的內(nèi)側(cè)面分別緊貼所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體；所述反應(yīng)器半自動清洗裝置包括可在所述封閉式透明反應(yīng)裝置上移動的清潔部件。較優(yōu)地，所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體分別由多塊透明平板粘合而成。較優(yōu)地，每組前、后加固模塊的內(nèi)側(cè)面分別緊貼所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體的相鄰?fù)该髌桨逭澈喜俊?br> 〔0012〕 較優(yōu)地，所述前加固模塊分別包括前垂直板和前傾斜支架；所述后加固模塊包括 后垂直板和后傾斜支架；所述前、后垂直板的底部分別垂直固定于水平安裝面上，中部外側(cè) 分別設(shè)置用于固定所述前、后傾斜支架的錨定結(jié)構(gòu)，每組前、后加固模塊頂部通過一內(nèi)支撐 加固組件連成一體。
〔0013〕 較優(yōu)地，所述內(nèi)支撐加固組件包括一連接桿及一套管；所述連接桿的一端連接所 述前垂直板的頂部，另一端連接所述后垂直板的頂部；所述套管外套于所述連接桿上，并夾 設(shè)于所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體之間。
〔0014〕 較優(yōu)地，所述前、后垂直板分別設(shè)置有向內(nèi)的扣板，相應(yīng)卡住所述封閉式透明反應(yīng) 裝置的前、后主體。
〔0015〕 較優(yōu)地，所述前、后垂直板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有軟墊。
〔0016〕 較優(yōu)地，所述反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)包括左、右側(cè)面固定板，分別安裝在所述封閉式 透明反應(yīng)裝置的左、右主體兩側(cè)，且內(nèi)側(cè)面分別緊貼所述封閉式透明反應(yīng)裝置的左、右主 體。
〔0017〕 較優(yōu)地，所述反應(yīng)器底槽包括一底板及設(shè)置于所述底板上的一前導(dǎo)軌、一后導(dǎo)軌 及一排料口 ；所述前、導(dǎo)軌上相應(yīng)設(shè)置用以固定所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體的卡 槽；所述排料口貫穿所述反應(yīng)器底槽，且所述排料口的上沿與所述反應(yīng)器底槽的上表面平 齊。
〔0018〕 較優(yōu)地，所述清潔部件為一電機(jī)驅(qū)動的清潔毛刷，所述清潔毛刷可完全觸及所述 封閉式透明反應(yīng)裝置的底部。
〔0019〕 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型針對現(xiàn)有光生物反應(yīng)器的問題設(shè)計了一種新型平板 光生物反應(yīng)器的模式結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)較大規(guī)模體積培養(yǎng)，具有藻液循環(huán)效果好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 高、使用壽命長、維修方便和便于清洗的特點(diǎn)。具體而言，包括但不僅限于以下技術(shù)效果其 一，解決平板式光生物反應(yīng)器的培養(yǎng)體積小，串聯(lián)困難問題；其二，消除內(nèi)拉筋結(jié)構(gòu)造成的 反應(yīng)器內(nèi)部空間不連續(xù)及死角多等問題，便于清潔反應(yīng)器；其三，提供一種新型的平板反應(yīng) 器外置加固組件，減少傳統(tǒng)外加固式組建用料多，對光線遮擋嚴(yán)重，不美觀等問題；其四，進(jìn) 一步提供了反應(yīng)器半自動清洗裝置，實現(xiàn)反應(yīng)器方便快速的清洗。


〔0020〕圖1為本實用新型新型平板光生物反應(yīng)器的立體〔0021〕圖2為圖1所示新型平板光生物反應(yīng)器的俯視〔0022〕圖3為封閉式透明反應(yīng)裝置的示意〔0023〕圖4八為外置加固結(jié)構(gòu)類型一的示意〔0024〕圖48為外置加固結(jié)構(gòu)類型二的示意〔0025〕圖猶為外置加固結(jié)構(gòu)類型三的示意〔0026〕圖40為外置加固結(jié)構(gòu)類型四的示意〔0027〕圖42為外置加固結(jié)構(gòu)類型五的示意〔0028〕圖4？為外置加固結(jié)構(gòu)類型六的示意〔0029〕圖5八為不銹鋼底槽類型一的結(jié)構(gòu)示意圖；[0030]圖5B為不銹鋼底槽類型二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5C為不銹鋼底槽類型三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5D為水泥底槽類型一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5E為水泥底槽類型二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為內(nèi)支掌加固組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供的新型新型平板光生物反應(yīng)器(以下簡稱反應(yīng)器)的一較優(yōu)實施例，包括反應(yīng)器底槽、封閉式透明反應(yīng)裝置、反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)、反應(yīng)器半自動清洗裝置等部件，以下對各部件分別進(jìn)行說明。所述封閉式透明反應(yīng)裝置(以下簡稱反應(yīng)裝置)為平板光生物反應(yīng)器的主體部分，是由若干特定規(guī)格大小的透明平板，通過粘合劑粘合而形成的封閉透明容器，微藻細(xì)胞在其中接收光能和各種營養(yǎng)成分，進(jìn)行細(xì)胞分裂生長。該封閉式透明反應(yīng)裝置特征之一是其內(nèi)部無任何加固結(jié)構(gòu)，無阻礙藻液循環(huán)的內(nèi)拉筋結(jié)構(gòu)，因而反應(yīng)器內(nèi)部完全貫通，藻液可以在整個反應(yīng)器中循環(huán)流動，不受空間限制；另一特征為整個反應(yīng)器系統(tǒng)的前后主體透明板由若干規(guī)格相同的透明平板粘合而成，而非整體，透明板的尺寸根據(jù)實際需要(培養(yǎng)規(guī)模)進(jìn)行選擇。透明板具有以下特點(diǎn)⑴高透光性；⑵高硬度；⑶低成本；⑷易加工；(5)抗腐蝕。符合本實用新型專利特征的透明板材質(zhì)有普通玻璃(0. 8-2. Ocm厚)、有機(jī)玻璃(亞克力、聚碳酸酯和聚乙烯)、鋼化玻璃和硼硅玻璃等。所述反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)(以下簡稱外置加固結(jié)構(gòu))由剛性材料構(gòu)成，通過對反應(yīng)器前后主體透明板施加一定的支撐力，來維持反應(yīng)器整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其結(jié)構(gòu)包括垂直板，傾斜支架，側(cè)面固定板，內(nèi)支撐加固組件等。構(gòu)建反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)具有剛性、美觀且具有抗腐蝕性等特點(diǎn)，可供選擇的材料有不銹鋼方管、不銹鋼板材(1. Omm-3. 0mm)、硬質(zhì)塑料等，其中所述垂直板為一垂直于反應(yīng)器底面，且同時緊貼兩相鄰反應(yīng)器單元(透明板)的長形板狀結(jié)構(gòu)，垂直板上部具有貫穿孔，下部固定于水平面上，中部具有一錨定結(jié)構(gòu)，用于固定傾斜支架。位于反應(yīng)器正面(前側(cè))及背面(后側(cè))的垂直板的上部通過長螺栓進(jìn)行連接，將反應(yīng)器上部固定，兩對稱垂直板下部固定于水平面上，防止相鄰反應(yīng)器單元(透明板)下部連接處破裂。所述傾斜支架為一加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，其一端固定在水平面上，另一端連接在垂直板結(jié)構(gòu)中部，通過施加一定的推力在垂直板中部，從而加強(qiáng)了反應(yīng)器中部牢固程度。所示側(cè)面固定板為反應(yīng)器側(cè)面加固裝置，每一反應(yīng)器具有兩塊側(cè)面固定板，分別安裝在反應(yīng)器兩側(cè)面，用于加強(qiáng)兩側(cè)面的穩(wěn)定性。所述內(nèi)支撐加固組件的作用是保證反應(yīng)器上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性當(dāng)由垂直板和傾斜支架提供的推力過大時，如反應(yīng)器上部無內(nèi)支撐加固組件，會引起反應(yīng)器透明板向內(nèi)側(cè)傾斜，損壞反應(yīng)器；而當(dāng)反應(yīng)器上端安裝內(nèi)支撐加固組件后，可防止反應(yīng)器正面及背面透明板傾斜。所述反應(yīng)器底槽(以下簡稱底槽)為反應(yīng)器底部加固裝置，保護(hù)平板反應(yīng)器底部玻璃板不被硬質(zhì)地面損壞。另外，應(yīng)器底槽上具有排料接口，還可安裝各類通氣及冷卻裝置。反應(yīng)器底槽可由不銹鋼板材(1. Omm-3. Omm)或硬質(zhì)塑料構(gòu)建而成。該反應(yīng)器底槽主要結(jié)構(gòu)包括排料口、對稱凹型前、后導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)和硬質(zhì)底板等部件排料口由一根不銹鋼圓管和一個閥門組成，不銹鋼圓管穿過不銹鋼底槽和反應(yīng)器底部玻璃板，圓管上沿稍低于或與反應(yīng)器底部玻璃板平齊，保證排料徹底；硬質(zhì)底板增加了反應(yīng)器底部抗損壞的能力；對稱凹型半導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可將玻璃板放置于卡槽中，保證透明板的穩(wěn)定性，同時也可將反應(yīng)器界定為多個單元。所述反應(yīng)器半自動清洗裝置(以下簡稱清洗裝置)主要用于清洗培養(yǎng)過程中沉積在反應(yīng)器內(nèi)表面的鈣鎂沉淀或者粘附在反應(yīng)器內(nèi)表面的藻細(xì)胞，從而增加反應(yīng)器的透光性；同時，可用于批次培養(yǎng)結(jié)束后反應(yīng)器的徹底清洗。該反應(yīng)器半自動清洗裝置包括的微型電機(jī)(自帶蓄電池)、清潔毛刷、皮帶輪、導(dǎo)軌、轉(zhuǎn)動柄等，其中微型電機(jī)固定在具有四個滑動輪的移動小車上，滑動輪安裝在導(dǎo)軌內(nèi)；微型電機(jī)與清潔毛刷連接，并帶動毛刷在反應(yīng)器內(nèi)轉(zhuǎn)動，其自帶蓄電池可避免電源線給清洗帶來的不便；清潔毛刷是一個上面布滿細(xì)毛的圓柱型裝置，可觸及反應(yīng)器底部，且清潔毛刷上具有若干貫穿的孔，可使培養(yǎng)液穿過；皮帶輪與微型電機(jī)連接成一個整體，當(dāng)皮帶輪轉(zhuǎn)動時，可帶動微型電機(jī)水平移動，從而實現(xiàn)反應(yīng)器的半自動清洗。為保證清洗裝置在反應(yīng)器內(nèi)移動順暢，本實用新型中的微型電機(jī)上端高度低于外加固裝置中的長螺栓高度。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參見圖1 圖6，為本實用新型新型平板光生物反應(yīng)器的一較優(yōu)實施例，其包括由特定規(guī)格大小的玻璃平板，然后用玻璃膠將它們粘合在一起而形成的一個封閉式透明反應(yīng)器裝置1 ；若干外置加固式不銹鋼組件2 ；不銹鋼反應(yīng)器底槽3 ；以及反應(yīng)器半自動清洗裝置4。所述封閉式透明反應(yīng)器裝置1為平板式光生物反應(yīng)器的主體部分，微藻在其中接收光能和各種功能營養(yǎng)成分，從而進(jìn)行細(xì)胞分裂生長。該封閉式透明反應(yīng)器裝置1是由若干規(guī)格大小相同的玻璃平板11和兩側(cè)面玻璃板12，通過酸性玻璃膠粘合而形成的五面槽體(封閉生物反應(yīng)空間)，其上部開口，槽體內(nèi)部封閉且完全貫通，其正面及背面為照光面。一般地，根據(jù)培養(yǎng)體積的要求，可選擇合適玻璃板厚度、高度和玻璃平板的數(shù)量。在本實施例中，封閉式透明反應(yīng)器裝置1的材料為普通玻璃，也可采用其它透明材料，如有機(jī)玻璃、鋼化玻璃等。所述反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)2是由不銹鋼材料焊接構(gòu)成的加固支架，用于維持反應(yīng)器整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和實現(xiàn)平板反應(yīng)器培養(yǎng)體積的增大。其結(jié)構(gòu)包括垂直板21、傾斜支架22、側(cè)面固定板23、內(nèi)支撐加固組件24、塑料軟墊25等部件。垂直板21為一垂直于反應(yīng)器底面，且同時緊貼兩相鄰玻璃平板的長形板狀結(jié)構(gòu)，與傾斜支架22 —起形成“穩(wěn)固三角結(jié)構(gòu)”，保證相鄰反應(yīng)器單元的穩(wěn)定性。側(cè)面固定板23為反應(yīng)器側(cè)面加固裝置每一反應(yīng)器具有兩塊側(cè)面固定板23，分別安裝在反應(yīng)器兩側(cè)面，加強(qiáng)兩側(cè)面的穩(wěn)定性。內(nèi)支撐加固組件24的作用是保證反應(yīng)器上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。本實施例中，構(gòu)建反應(yīng)器外置加固結(jié)2的材料為不銹鋼方管，也可采用不銹鋼板材(1. Omm-3. 0mm)、硬質(zhì)塑料等進(jìn)行構(gòu)建。所述反應(yīng)器底槽3為反應(yīng)器底部的加固裝置，保護(hù)平板反應(yīng)器底部玻璃板不被硬質(zhì)地面損壞。該應(yīng)器底槽3主要結(jié)構(gòu)包括排料口 31、對稱凹型半導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)32和不銹鋼底板33。排料口 31由一根不銹鋼圓管和一個閥門組成，不銹鋼圓管穿過不銹鋼底槽，不銹鋼圓管上沿與反應(yīng)器底槽上表面平齊，保證排料徹底。對稱凹型半導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)32可將玻璃板固定于卡槽中，保證透明板的穩(wěn)定性，同時也將反應(yīng)器界定為多個單元；不銹鋼底板33增加了反應(yīng)器底部抗損壞的能力。所述反應(yīng)器半自動清洗裝置4可實現(xiàn)反應(yīng)器半自動清洗，該反應(yīng)器清洗裝置4包括微型電機(jī)(自帶蓄電池)41、清潔毛刷42、皮帶輪43、導(dǎo)軌44、轉(zhuǎn)動柄45等，當(dāng)微型電機(jī)41帶動清潔毛刷水平42移動時，就可以實現(xiàn)反應(yīng)器的清洗，本實用新型中的反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)2(包括內(nèi)支掌加固組件對)、反應(yīng)器底槽3、和反應(yīng)器半自動清洗裝置4為關(guān)鍵部件，它可以采用多種結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)舉例進(jìn)行說明實施例一反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)2的多種類型(1)類型一參見圖4A，該類型包括垂直板21及傾斜支架22，其中垂直板的垂直邊211與水平邊212焊接在一起。水平邊212上部開設(shè)貫穿孔，可通過螺栓固定于水平面上。前、后垂直板21的垂直邊211緊貼反應(yīng)器單元連接處，對稱分布在反應(yīng)器正面及背面，垂直211通過在其上面的貫穿孔214中穿過螺栓進(jìn)行固定。傾斜支架錨定結(jié)構(gòu)213為一焊接在垂直板21上的剛性凹槽，其中傾斜支架22的斜邊221鍥入錨定結(jié)構(gòu)213中，使垂直板21與傾斜支架22成為整體。傾斜支架22的水平邊222與垂直板的水平邊212固定在同一水平面上，而其斜邊與221與水平222的之間的角度需要根據(jù)反應(yīng)器高度及反應(yīng)器底槽的寬度進(jìn)行測算確定。為了進(jìn)一步加強(qiáng)“外置三角加固結(jié)構(gòu)”的穩(wěn)定性，可在離水平邊222后端2-3mm處的水平面上固定一擋板?？郯?15為一帶孔不銹鋼板，通過螺栓固定在垂直板21上，用于將相鄰兩玻璃板連接成為一個整體。(2)類型二參見圖4B，該類型包括垂直板21及傾斜支架22。該外置加固結(jié)構(gòu)中無水平邊212，且垂直邊211下邊緣低于反應(yīng)器下緣。該垂直邊211下端具有一個貫穿孔，螺栓可穿入。傾斜支架錨定結(jié)構(gòu)213為一焊接在垂直邊211上的剛性凹槽，斜邊221鍥入錨定結(jié)構(gòu)213中，使垂直板21與傾斜支架22成為整體。(3)類型三參見圖4C，該反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)與類型二相似，不同之處在垂直邊211下端無貫穿孔，且垂直邊211通過插入反應(yīng)器底槽3的凹形結(jié)構(gòu)中，起到穩(wěn)固反應(yīng)器的作用。(4)類型四參見圖4D，該反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)與類型一結(jié)構(gòu)相似，僅將錨定結(jié)構(gòu)213替換為一傾斜擋板結(jié)構(gòu)。(5)類型五參見圖4E，該反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)與類型二結(jié)構(gòu)相似，僅將錨定結(jié)構(gòu)213替換為一傾斜擋板結(jié)構(gòu)。(6)類型六參見圖4F，該反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)與類型三結(jié)構(gòu)相似，僅將錨定結(jié)構(gòu)213替換為一傾斜擋板結(jié)構(gòu)。實施例二 反應(yīng)器底槽3的多種類型
7[0065](1)用不銹鋼或硬質(zhì)塑料出模制作做反應(yīng)器底槽參見圖5A，該反應(yīng)器底槽3包括排料口 31、對稱凹型半導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)32和不銹鋼底板33。制作該底槽模型時首先切割不銹鋼板獲得需要尺寸的不銹鋼底板33 ；然后制作一個凹槽，并焊接在不銹鋼底板33的中心線處；再根據(jù)玻璃平板的尺寸，制作長度相匹配的不銹鋼板，并均勻焊接在凹槽外側(cè)。該反應(yīng)器底槽可安裝上述反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)類型一和類型四。參見圖5B，當(dāng)使用類型三或類型六的加固結(jié)構(gòu)時，需將反應(yīng)器底槽3稍加改進(jìn)在相鄰不銹鋼板之間，焊接不銹鋼卡槽，外加固結(jié)構(gòu)的垂直邊211可固定在卡槽中。如垂直邊211與玻璃板之間存在縫隙，可通過放入軟質(zhì)塑料進(jìn)行填充。參見圖5C，當(dāng)使用類型二或類型五的加固結(jié)構(gòu)時，需在反應(yīng)器下端焊接帶孔凹槽35，通過螺栓將外加固三角支架下端與該凹槽結(jié)合在一起。同樣該反應(yīng)器底槽也可以用硬質(zhì)塑料進(jìn)行制作，但必須需要制作模具進(jìn)行生產(chǎn)。(2)用水泥做反應(yīng)器底槽參見圖5D，該反應(yīng)器底槽模型主要用于微藻的室外規(guī)?；囵B(yǎng)，該模型包括水泥臺面331、預(yù)埋排料管332、預(yù)埋螺栓333、內(nèi)水泥支撐板334、外金屬支撐板335等。首先制作水泥臺面331，將預(yù)埋排料管332與預(yù)埋螺栓333預(yù)先固定在水泥臺面331上；然后根據(jù)反應(yīng)器光徑的要求，制作內(nèi)水泥支撐板334 ；待水泥完全硬化后，進(jìn)行玻璃的安裝；最后將外金屬支撐板335貼緊玻璃板，并固定在水泥臺面上，完成組裝。參見圖5E，為水泥反應(yīng)器底槽的另一種形式，在水泥臺面331上表面預(yù)留兩條4-5cm深的淺凹槽，兩凹槽之間距離為反應(yīng)器光徑尺寸，并在水泥淺凹槽內(nèi)嵌入不銹鋼材質(zhì)的凹槽。加工反應(yīng)器時，首先用玻璃膠填充不銹鋼凹槽，然后將透明板下端插入不銹鋼凹槽中，再利用玻璃膠進(jìn)行密封。實施例三內(nèi)支撐加固組件的類型如圖6所示，在長螺栓63上外套一不銹鋼空心圓管64，圓管尺寸與反應(yīng)器光徑一致，當(dāng)外加固組件對透明板施加過大推力時，不銹鋼圓管64可以防止透明板向內(nèi)側(cè)傾斜。實施例四反應(yīng)器半自動清洗裝置的類型選擇合適功率的市售微型電機(jī)41，并安裝在四輪可移動的小車上；根據(jù)反應(yīng)器光徑制作特定規(guī)格的清潔毛刷42，并安裝在微型電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸上，清潔毛刷42需完全觸及反應(yīng)器封閉式透明反應(yīng)裝置的底部，且清潔毛刷42上具有若干貫穿孔，以便培養(yǎng)液可順利流過；皮帶輪43與轉(zhuǎn)動柄45提供微型電機(jī)41水平移動的牽引力。優(yōu)選地，微型電機(jī)41的高度低于長螺栓63的高度，保證清洗裝置4在反應(yīng)器內(nèi)移動順暢。而四輪可移動的小車固定在導(dǎo)軌44中，避免微型電機(jī)41上下移動。以下對本實用新型新型平板光生物反應(yīng)器試驗項目的具體實施方案進(jìn)行說明1、中試規(guī)模平板式光生物反應(yīng)器的構(gòu)建項目構(gòu)建培養(yǎng)體積為1000升左右的平板式光生物反應(yīng)器體系，用以產(chǎn)油微藻中試規(guī)模的培養(yǎng)。考慮產(chǎn)油微藻油脂積累特性及培養(yǎng)空間限制，選擇光徑較小且高度較高的反應(yīng)器，從而提高油脂收獲量和減少反應(yīng)器占地面積。在本實施項目設(shè)置中，平板式光生物反應(yīng)器光徑3cm，每個反應(yīng)器單元尺寸120CmX60CmX3Cm(最大裝液液面高度為100cm)，計算可得陽個反應(yīng)器單元，每一反應(yīng)器單元培養(yǎng)體積為18L，考慮剝離對液體壓強(qiáng)的承受能力和玻璃的成本，選擇厚度為1. 2cm的普通玻璃，外置反應(yīng)器加固組件可以根據(jù)實際情況選擇任意一種，具體實施步驟為(1)首先利用較為廉價的水泥或角鐵制作反應(yīng)器支架，可安裝在室內(nèi)，也可安裝在室外；(2)制作反應(yīng)器底槽，尺寸為5cmX 3cmX 3300cm，反應(yīng)器底槽可分段加工焊接(每段為5cmX 3cm X 3300cm)，反應(yīng)器底槽設(shè)置一個排料口 ；(3)將反應(yīng)器底槽安裝在反應(yīng)器支架上，通過水平儀調(diào)節(jié)反應(yīng)器底槽水平后，用玻璃膠將塑料透明軟墊粘合到反應(yīng)器底槽內(nèi)，反應(yīng)器玻璃底板粘合到透明軟墊之上，完成反應(yīng)器底部制作；(4)首先將反應(yīng)器單元的主體玻璃板粘合到指定位置，帶玻璃膠干后，選擇一種外置加固組件的構(gòu)型，然后按照實施例中的構(gòu)建方式安裝外加固裝置到指定位置，擰緊螺母或燒焊在相應(yīng)位置，如圖1所示，平板式光反應(yīng)器主體部分制作完成；(5)培養(yǎng)過程中所需光照設(shè)備、循環(huán)冷卻設(shè)備及通氣設(shè)備需另外配置。2、微藻的高密度培養(yǎng)試驗試驗所用平板式光生物反應(yīng)器高120cm，寬180cm，光徑3. Ocm,裝液體積ML。使用時，根據(jù)不同藻種的生長需要，在反應(yīng)器中加入新鮮培養(yǎng)基進(jìn)行微藻的培養(yǎng)。采用上述平板式光生物反應(yīng)器已成功進(jìn)行了產(chǎn)油小球藻和柵藻的培養(yǎng)，培養(yǎng)條件如下光強(qiáng)300 μ E · m_2 · 溫度士 1°C，培養(yǎng)16天后可達(dá)收獲期，細(xì)胞干重可達(dá)5-6g · L—1，細(xì)胞中總脂含量可達(dá)到干重的40 50% d. W。上述反應(yīng)器已使用1年以上，運(yùn)行情況良好。與傳統(tǒng)平板式光生物反應(yīng)器相比，本實用新型的新型平板光生物反應(yīng)器具有明顯優(yōu)勢傳統(tǒng)平板式光生物反應(yīng)器培養(yǎng)體積較小，體系放大時通常采用多個反應(yīng)器單元粘合在一起，不能形成一個完整貫通的整體結(jié)構(gòu)；或是通過內(nèi)加玻璃分隔拉條將前后玻璃板粘合形成多個單元內(nèi)部部分連通的培養(yǎng)體系。但由于高水位壓強(qiáng)大，往往在半年至一年的使用期內(nèi)，玻璃分隔拉條與前后板粘結(jié)處的玻璃膠容易脫裂，從而導(dǎo)致整個反應(yīng)器破裂。同時玻璃分隔拉條在反應(yīng)器內(nèi)部形成了一定的空間阻隔，這些阻隔會對培養(yǎng)物液流的循環(huán)流動產(chǎn)生一定影響，也增加了反應(yīng)器內(nèi)部死角的數(shù)量和體積，加大了反應(yīng)器的清洗難度。而目前存在的外置加固式平板光生物反應(yīng)器的加固結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外加固結(jié)構(gòu)用材較多，會遮擋光線進(jìn)入反應(yīng)器，并且影響平板反應(yīng)器美觀。本實用新型外置加固式平板光生物反應(yīng)器，通過在平板光生物反應(yīng)器外部增加剛性加固結(jié)構(gòu)，則極大地提高了反應(yīng)器的承重能力，并且反應(yīng)器內(nèi)部無任何擋板及拉筋結(jié)構(gòu)，減少了死角數(shù)量，增加了培養(yǎng)物液流的循環(huán)性，同時引入反應(yīng)器半自動清洗裝置，可實現(xiàn)反應(yīng)器方便快速的清洗。該新型平板反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)實耐用、且容易放大到工業(yè)化級別的培養(yǎng)體系。此外，本實用新型外置加固式平板光生物反應(yīng)器的加固結(jié)構(gòu)光線遮擋面極少，外形美觀。以上外置加固式平板光生物反應(yīng)器實施例的關(guān)鍵點(diǎn)為通過外置加固方式串聯(lián)并加固平板光生物反應(yīng)器的設(shè)計理念。不論采用何種材料，只要在反應(yīng)器外部增設(shè)加固組件的方式加固和串聯(lián)反應(yīng)器的設(shè)計，均在本實用新型專利的保護(hù)范圍之內(nèi)，具體包括但不限于1、反應(yīng)器。包括反應(yīng)器底槽、封閉式透明反應(yīng)裝置、反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)、反應(yīng)器半自動清洗裝置等。2、封閉式透明反應(yīng)器裝置。為平板式光生物反應(yīng)器的主體部分，該結(jié)構(gòu)是由若干規(guī)格大小相同的透明平板粘合而形成的五面槽體(封閉生物反應(yīng)空間)，槽體內(nèi)部完全貫通，微藻細(xì)胞在其中分裂生長。3、反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)。是維持反應(yīng)器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和實現(xiàn)反應(yīng)器多級串聯(lián)的核心部件，其結(jié)構(gòu)包括垂直板、傾斜支架、側(cè)面固定板及內(nèi)支撐加固組件等。其中反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)包括6種基本類型。4、反應(yīng)器底槽。為反應(yīng)器底部加固裝置，保護(hù)平板反應(yīng)器底部玻璃板不被硬質(zhì)地面損壞，反應(yīng)器底槽主要結(jié)構(gòu)包括排料口、對稱凹型半導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)和底板等。5、反應(yīng)器清洗裝置。包括的微型電機(jī)(自帶蓄電池)、清潔毛刷、皮帶輪、導(dǎo)軌、轉(zhuǎn)動柄等，可實現(xiàn)反應(yīng)器方便快速的清洗。以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應(yīng)視為對本實用新型的限制，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種新型平板光生物反應(yīng)器，其特征在于，包括反應(yīng)器底槽、封閉式透明反應(yīng)裝置、反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)及反應(yīng)器半自動清洗裝置；所述封閉式透明反應(yīng)裝置安裝于所述反應(yīng)器底槽上；所述反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)包括若干組前加固模塊和后加固模塊，每組前、后加固模塊設(shè)置于所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體兩側(cè)，且所述前、后加固模塊的內(nèi)側(cè)面分別緊貼所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體；所述反應(yīng)器半自動清洗裝置包括可在所述封閉式透明反應(yīng)裝置上移動的清潔部件。
2.如權(quán)利要求1所述的新型平板光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體分別由多塊透明平板粘合而成。
3.如權(quán)利要求2所述的新型平板光生物反應(yīng)器，其特征在于，每組前、后加固模塊的內(nèi)側(cè)面分別緊貼所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體的相鄰?fù)该髌桨逭澈喜俊?br> 4.如權(quán)利要求1所述的新型平板光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述前加固模塊分別包括前垂直板和前傾斜支架；所述后加固模塊包括后垂直板和后傾斜支架；所述前、后垂直板的底部分別垂直固定于水平安裝面上，中部外側(cè)分別設(shè)置用于固定所述前、后傾斜支架的錨定結(jié)構(gòu)，每組前、后加固模塊頂部通過一內(nèi)支撐加固組件連成一體。
5.如權(quán)利要求4所述的新型平板光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述內(nèi)支撐加固組件包括一連接桿及一套管；所述連接桿的一端連接所述前垂直板的頂部，另一端連接所述后垂直板的頂部；所述套管外套于所述連接桿上，并夾設(shè)于所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體之間。
6.如權(quán)利要求4所述的新型平板光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述前、后垂直板分別設(shè)置有向內(nèi)的扣板，相應(yīng)卡住所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體。
7.如權(quán)利要求4所述的新型平板光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述前、后垂直板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有軟墊。
8.如權(quán)利要求1所述的新型平板光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)包括左、右側(cè)面固定板，分別安裝在所述封閉式透明反應(yīng)裝置的左、右主體兩側(cè)，且內(nèi)側(cè)面分別緊貼所述封閉式透明反應(yīng)裝置的左、右主體。
9.如權(quán)利要求1所述的新型平板光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器底槽包括一底板及設(shè)置于所述底板上的一前導(dǎo)軌、一后導(dǎo)軌及一排料口 ；所述前、導(dǎo)軌上相應(yīng)設(shè)置用以固定所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體的卡槽；所述排料口貫穿所述反應(yīng)器底槽，且所述排料口的上沿與所述反應(yīng)器底槽的上表面平齊。
10.如權(quán)利要求1 9任一項所述的新型平板光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述清潔部件為一電機(jī)驅(qū)動的清潔毛刷，所述清潔毛刷可完全觸及所述封閉式透明反應(yīng)裝置的底部。
專利摘要本實用新型公開一種新型平板光生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器底槽、封閉式透明反應(yīng)裝置、反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)及反應(yīng)器半自動清洗裝置；所述封閉式透明反應(yīng)裝置安裝于所述反應(yīng)器底槽上；所述反應(yīng)器外置加固結(jié)構(gòu)包括若干組前加固模塊和后加固模塊，每組前、后加固模塊設(shè)置于所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體兩側(cè)，且所述前、后加固模塊的內(nèi)側(cè)面分別緊貼所述封閉式透明反應(yīng)裝置的前、后主體；所述反應(yīng)器半自動清洗裝置包括可在所述封閉式透明反應(yīng)裝置上移動的清潔部件。本實用新型新型平板光生物反應(yīng)器可實現(xiàn)較大規(guī)模體積培養(yǎng)，具有藻液循環(huán)效果好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高、使用壽命長、維修方便和便于清洗的特點(diǎn)。
文檔編號C12M1/00GK202297573SQ20112026239
公開日2012年7月4日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者劉敏勝, 吳虹, 張成武, 朱振旗, 李濤, 李愛芬 申請人:暨南大學(xué)