一种利用微气泡反冲浓缩跑道池微藻细胞的采收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用微气泡反冲浓缩跑道池微藻细胞的采收装置，属于微藻培养工程领域。
【背景技术】
[0002]微藻作为自然界最重要的初级生产者，已经开始在食品、医药、化妆品、精细化工等领域发挥重要的作用。近来，随着石油、煤炭等化石能源的日益枯竭，基于生物质的洁净生物能源因其可再生性而引起了人们的高度重视。微藻，生长速度快，培养周期短，油脂含量高，可以利用盐碱地、滩涂等不适合粮食种植的环境进行养殖；因此被称为最有前景的生物能源候选物种。
[0003]微藻规模化培养中，以跑道池为主的开放式培养历史悠久，成本低廉，被采用率最高。然而该培养方式亦具有一些缺点:光能利用率低，二氧化碳利用率低，受外界环境影响较大等。因此，其培养的藻细胞密度也相对较低。而在微藻的收获环节，除螺旋藻外，其它大部分微藻种类均以离心收集为主。而离心机价格高昂，能耗亦非常之大；离心收获的成本在微藻养殖成本中的比例非常高，可达总成本的三分之一。如果在离心收集之前能够对微藻进行有效的初步浓缩，可以有效的提高离心机的收集效率，降低能耗，并因此大幅度降低微藻培养的成本。
[0004]目前，在微藻收获之前，多数生产厂家采用将藻液转移至沉淀池通过自然沉降以达到初步浓缩微藻的目的。此方法具有以下几个缺点:1，沉降效率较低；2，沉降过程中，由于绝大多数细胞处于黑暗环境中，随着沉降时间的延长，总的生物量会出现相当的损失；3，细菌容易滋生；4，转移藻液的能耗很大；5，对某些藻种来讲，离心转速设置较低，无法高效浓缩，而设置过高则会引起细胞破裂问题。
[0005]水体中的微气泡能够附着于细小颗粒和微藻，当在培养体系中释放大量微气泡时，由于气浮的作用，藻细胞将在液体表面大量富集。若能够通过气浮作用将大单位水体中的藻细胞富集至小单位水体的表面，并利用水流的作用，将此部分藻液转移至收集管，将会实现离心之前的藻细胞初步浓缩。此举能够有效降低微藻的培养成本，并控制微藻品质。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是:提供一种结构简单、成本低、方便组装及拆卸的藻细胞采收装置，以能够实现在将藻液转移至离心机之前将藻细胞高效浓缩，从而提高离心效率，降低生产成本。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
本发明提供的一种利用微气泡反冲浓缩跑道池微藻细胞的采收装置，包括曝气网、侧面阻拦网、正面阻拦网和收集管；曝气网前端面向水流方向，置于跑道池底部，其后端浸于液面5-lOcm，与正面阻拦网下部连接；曝气网的两个侧面连接侧面阻拦网，侧面阻拦网与曝气网形成藻液入口，收集管设置在正面阻拦网上端，收集管与跑道池的收集孔可拆卸连接。
[0008]优选的，藻液入口前宽后窄。
[0009]优选的，曝气网与跑道池底部成15-45度角。进一步的，曝气网与跑道池底部成30度角时本发明的浓缩效果最佳。
[0010]本发明所述的藻细胞初步浓缩装置在使用时，曝气网前端置于跑道池底部，后端位于藻液液面下5-10cm ;收集管浸于液面l_2cm ;两侧阻拦网上部始终高于液面l_2cm。
[0011]所述的曝气网是钢结构骨架，上面设有筛絹，筛絹下方布设曝气装置。
[0012]侧面阻拦网是钢结构骨架，上面设有筛絹或玻璃、PVC板。
[0013]正面阻拦网通过粘接的方式与收集管相连接，正面阻拦网是液体可透过的材质，正面阻拦网下方布设曝气装置。
[0014]优选的，正面阻拦网上面的液体可透过材质是筛絹，筛絹的孔径不小于曝气网所用筛絹孔径。
[0015]本发明中所述的曝气装置是微气泡发生器。
[0016]将本发明的藻细胞采收装置架设于跑道池中，并通过收集管与跑道池的收集孔连接；侧面阻拦网与曝气网形成藻液入口前宽后窄，其前端与跑道池底部接触；水流进入藻细胞浓缩装置后，微气泡发生器释放的微气泡依附于藻细胞；藻细胞受到气浮作用影响，汇集于藻液表面；水流运动过程中，藻细胞受到两侧阻拦网的约束，只能向前推进；运动至浓缩装置后端，藻液遭遇正面阻拦网的阻挡，导致装置内部的液面略高于跑道池液面；由于曝气网孔径窄小，外加气泡冲击，藻细胞无法透过；通过上述过程，可有效将大单位水体的藻细胞，浓缩至收集管附近水体的表层；收集管架设于浓缩装置上部，开口面向水流方向，将细胞密度高的上部藻液引入收集孔，以备后续的离心收集之用。
[0017]该设备方便组装拆卸，需要收获微藻时架设；正常培养阶段，拆除。
[0018]本发明的有益效果是:
本发明与现有的藻细胞初步浓缩方式相比具有以下优点:(1)本发明有效、实时的实现了藻细胞的初步浓缩，整个环节耗时很少，不会引起细菌滋生、生物量损失等问题。(2)本发明不会产生能耗，结构简单，方便组装拆卸。(3)本发明成本低廉，易制造，效率高，有助于降低微藻规模化培养的生产成本。
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0020]图1为本发明的结构示意图。
[0021]图2为本发明置于跑道池中侧面示意图。
[0022]图3为本发明置于跑道池中俯瞰示意图。
[0023]图中，I曝气网，2侧面阻拦网，3正面阻拦网，4收集管，5曝气装置，6本发明的浓缩装置，7跑道池，8收集孔，9下液面，10上液面。图中箭头代表水流的方向。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
如图1、2、3所示，本实施例提供的利用微气泡反冲浓缩跑道池微藻细胞的采收装置，包括曝气网、侧面阻拦网、正面阻拦网和收集管；曝气网前端面向水流方向，置于跑道池底部，其后端与正面阻拦网下部连接；曝气网的两个侧面连接侧面阻拦网，侧面阻拦网与曝气网形成藻液入口，收集管设置在正面阻拦网上端，收集管与跑道池的收集孔可拆卸连接。
[0025]藻液入口前宽后窄。曝气网与跑道池底部成30度角。
[0026]藻细胞采收装置在使用时，曝气网前端置于跑道池底部，后端位于藻液液面下6cm ;收集管浸于液面1.5cm ;两侧阻拦网上部始终高于液面1.5cm。
[0027]所述的曝气网是钢结构骨架，上面设有筛絹，筛絹下方布设微气泡发生装置。侧面阻拦网是钢结构骨架，上面设有筛絹。
[0028]正面阻拦网通过粘接的方式与收集管相连接，正面阻拦网是筛絹，筛絹下方布设曝气装置，筛絹的孔径不小于曝气网所用筛絹孔径。
[0029]所述的曝气装置是微气泡发生装置。
[0030]将本发明的藻细胞采收装置架设于跑道池中，并通过收集管与跑道池的收集孔连接；侧面阻拦网与曝气网形成藻液入口前宽后窄，其前端与跑道池底部接触；水流进入浓缩装置后，曝气网释放的微气泡依附于藻细胞；藻细胞受到气浮作用影响，汇集于藻液表面；水流运动过程中，藻细胞受到两侧阻拦网的约束，只能向前推进；运动至浓缩装置后端，藻液遭遇正面阻拦网的阻挡，导致装置内部的液面略高于跑道池液面；由于曝气网孔径窄小，外加气泡冲击，藻细胞无法透过；通过上述过程，可有效将大单位水体的藻细胞，浓缩至收集管附近水体的表层；收集管架设于浓缩装置上部，开口面向水流方向，将细胞密度高的上部藻液引入收集孔，以备后续的离心收集之用。
[0031]该设备方便组装拆卸，需要收获微藻时架设；正常培养阶段，拆除。该装置可拆卸，使用前可经过紫外照射或化学试剂浸泡等方式消毒，以减少对藻液的污染。
[0032]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种利用微气泡反冲浓缩跑道池微藻细胞的采收装置，其特征在于，包括曝气网、侧面阻拦网、正面阻拦网和收集管；曝气网前端面向水流方向，置于跑道池底部，其后端与正面阻拦网下部连接；曝气网的两个侧面连接侧面阻拦网，侧面阻拦网与曝气网形成藻液入口，收集管设置在正面阻拦网上端，收集管与跑道池的收集孔可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的藻细胞采收装置，其特征在于，藻液入口前宽后窄。3.根据权利要求1或2所述的藻细胞采收装置，其特征在于，曝气网与跑道池底部成15-45度角ο4.根据权利要求1所述的藻细胞采收装置，其特征在于，曝气网前端置于跑道池底部，后端位于藻液液面下5-lOcm ;收集管浸于液面l_2cm ;两侧阻拦网上部始终高于液面l-2cm。5.根据权利要求1所述的藻细胞采收装置，其特征在于，曝气网是钢结构骨架，上面设有筛絹，筛絹下方布设微气泡发生装置。6.根据权利要求1所述的藻细胞采收装置，其特征在于，侧面阻拦网是钢结构骨架，上面设有筛絹或玻璃、PVC板。7.根据权利要求1所述的藻细胞采收装置，其特征在于，正面阻拦网通过粘接的方式与收集管相连接，正面阻拦网是液体可透过的材质，正面阻拦网下方布设微气泡发生装置。8.根据权利要求7所述的藻细胞采收装置，其特征在于，正面阻拦网上面的液体可透过材质是筛絹，筛絹的孔径不小于曝气网所用筛絹孔径。9.根据权利要求6或8所述的藻细胞采收装置，其特征在于，曝气装置是微气泡发生器。
【专利摘要】本发明公开了一种利用微气泡反冲浓缩跑道池微藻细胞的采收装置，包括曝气网、侧面阻拦网、正面阻拦网和收集管；曝气网前端面向水流方向，置于跑道池底部，其后端与正面阻拦网下部连接；曝气网的两个侧面连接侧面阻拦网，侧面阻拦网与曝气网形成藻液入口，收集管设置在正面阻拦网上端，收集管与跑道池的收集孔可拆卸连接。本发明与现有的藻细胞初步浓缩方式相比具有以下优点：（1）本发明有效、实时的实现了藻细胞的初步浓缩，整个环节耗时很少，不会引起细菌滋生、生物量损失等问题。（2）本发明不会产生能耗，结构简单，方便组装拆卸。（3）本发明成本低廉，易制造，效率高，有助于降低微藻规模化培养的生产成本。
【IPC分类】C12M1/04, C12M1/00
【公开号】CN104962456
【申请号】CN201510418067
【发明人】潘克厚, 韩吉昌, 张琳, 王松, 李赟
【申请人】中国海洋大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月16日