(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221923840.1 (22)申请日 2022.07.25 (73)专利权人 浙江清华长三角研究院 地址 314006 浙江省嘉兴 市南湖区亚太路 705号 专利权人 浙江清荣 生物科技发展 有限公司 (72)发明人 章真　张荣庆　刘晓军　姚丽萍　 杨宁　陈静芸　吴世林　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 邱启旺 (51)Int.Cl. C12M 1/04(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/36(2006.01)C12M 1/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 一种用于微藻培养的多层浅液层光生物反 应器 (57)摘要 本实用新型公开了一种用 于微藻培养的多 层浅液层光生物反应器， 包括： 支 撑框架， 所述支 撑框架为若干层的支架； 若干层用于设置培养液 的单元水槽， 每层所述单元水槽设置在所述支撑 框架上， 每层所述单元水槽的侧边均设置有硬管 管路， 各层的硬管管路相连通， 每层的所述硬管 管路下方设置有输送泵， 上方连接有软管管路， 中间连接有气体管路， 所述软管管路与一喷淋射 流装置连通， 所述硬管管路与所述软管管路的连 接处设置有第一阀门， 所述硬管管路和所述气体 管路的连接处设置有第二阀门， 所述硬管管路与 所述输送泵的连接处设置有第三阀门。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 217781124 U 2022.11.11 CN 217781124 U 1.一种用于微藻培 养的多层浅液层光 生物反应 器， 其特征在于， 包括： 支撑框架， 所述支撑 框架为若干层的支 架； 若干层用于设置培养液的单元水槽， 每层所述单元水槽设置在所述支撑框架上， 每层 所述单元水槽的侧 边均设置有硬管管路， 各层的硬管管路相连通， 每层的所述硬管管路下 方设置有输送泵， 上方连接有 软管管路， 中间连接有气体管路， 所述软管管路与一喷淋射流 装置连通， 所述硬管管路与所述软管管路的连接处设置有第一阀门， 所述硬管管路和所述 气体管路的连接处设置有第二阀门， 所述硬管管路与所述输送泵的连接处设置有第三阀 门。 2.根据权利要求1所述的用于微藻培养的多层浅液层光生物反应器， 其特征在于， 所述 单元水槽由透明材料制成， 所述单元水槽高度为20mm～100mm， 其中的培养液深度为5mm～ 15mm。 3.根据权利要求1所述的用于微藻培养的多层浅液层光生物反应器， 其特征在于， 相邻 两层所述单 元水槽之间的间距为20 0～300mm。 4.根据权利要求1所述的用于微藻培养的多层浅液层光生物反应器， 其特征在于， 所述 连接管路的直径为2 ～20mm。 5.根据权利要求1所述的用于微藻培养的多层浅液层光生物反应器， 其特征在于， 所述 喷淋射流装置通过手动或自动方式进行移动。 6.根据权利要求5所述的用于微藻培养的多层浅液层光生物反应器， 其特征在于， 所述 喷淋射流装置通过直线往复电机及连 杆实现自动方式的移动。 7.根据权利要求1所述的用于微藻培养的多层浅液层光生物反应器， 其特征在于， 还包 括传感器模块及 处理器， 所述传感器模块包括液位传感器、 pH电极、 溶氧电极， 所述pH电极 与所述处理器组成pH ‑通气偶联系统， 所述液位传感器与所述处理器组成液位传感器 ‑补液 偶联系统， 分别用于自动化调节以使得所述培养液在预定的pH范围及浅液层的液位高度范 围内， 所述溶 氧电极与所述处 理器相连接以监测微藻培 养的状态。 8.根据权利要求1所述的用于微藻培养的多层浅液层光生物反应器， 其特征在于， 所述 硬管管路连接至藻液储存及后处理单元， 所述藻液储存及后处理单元包括依次连接的微藻 回收排出 管路、 微藻收集装置和微藻储 存及后处 理装置。 9.根据权利要求1所述的用于微藻培养的多层浅液层光生物反应器， 其特征在于， 所述 喷淋射流装置的横杆的直径 为5～20mm， 其中的喷孔直径 为0.5～5 mm， 两个喷孔间距 不大于 50mm。 10.根据权利要求1所述的用于微藻培养的多层浅液层光生物反应器， 其特征在于， 所 述支撑框架的每一层上均设置有光源。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217781124 U 2一种用于微藻培养的多层浅液层光生物反 应器 技术领域 [0001]本申请涉及 微藻生物技术领域， 尤其涉及 一种用于微藻培养的多层浅液层光生物 反应器。 背景技术 [0002]微藻是含有叶绿素a可进行光合作用的原生生物， 胞内通常含有蛋白质、 油 脂(尤 其是多不饱和 脂肪酸)、 多糖、 天然色素、 维生素、 抗氧化物等高附加值产物， 在食品、 饲料、 化妆品等行业已有应用， 同时在生物能源、 污水 处理(减污降碳)、 生物塑料及生物肥料生产 等碳中和领域具有潜在的应用前 景。 [0003]目前已知的微藻种类超过2万多种， 但实现产业化的寥寥无几。 制 约微藻产业的瓶 颈是培养效率及其经济性。 其中光生物反应器是微藻培养的重要基础， 目前光生物反应器 主要有开放式(跑道池、 圆池等)和封闭式(列管式、 水平管式、 平板式、 吊袋式等)两种。 前者 存在细胞密度及生产效率低、 能耗高的问题， 后者存在设备 投入及运行成本高的缺点。 光生 物反应器的核心关键问题是解决光能的均匀分布。 [0004]浅液层培养由于提高了藻液的比表面积并降低了光衰减程度， 提高了微藻对光能 的可获得性， 从而提高单位占地面积上的产率， 是具有相当潜力的培养方式。 但是存在的主 要问题是： 1)液层较薄， 无法通过常规搅拌实现藻液充分混合， 尤其是养殖面积大的情况 下； 2)CO2的补给及均匀分布存在困难， 常规CO2鼓泡的方式只能实现局部供应， 并且大部分 直接溢出至大气 。 气体损失量大、 利用率低； 3)藻液pH不能稳定控制， 相应地， 面积增大光合 作用增强， 藻液pH单调上升， 而目前尚无简单方法实现浅液层的pH的稳定维持； 4)贴附细胞 的采收和反应器清洗， 目前仍然通过人工， 在培养面积扩大 的情况下， 自动化程度较低， 效 率亟待提高。 实用新型内容 [0005]本申请实施例的目的是提供一种用于微藻培养的多层浅液层光生物 反应器， 以解 决相关技术中存在的大面积浅液层液体混合、 氧气解析、 CO2溶解传递、 沉降及贴附细胞采 收及反应 器清洗等问题。 [0006]根据本申请实施例的第一方面， 提供一种用于微藻培养的多层浅液层 光生物反应 器， 包括： [0007]支撑框架， 所述支撑 框架为若干层的支 架； [0008]若干层用于设置培养液的单元水槽， 每层所述单元水槽设置在所述支撑框架上， 每层所述单元水槽的侧 边均设置有硬管管路， 各层的硬管管路相连通， 每层的所述硬管管 路下方设置有输送泵， 上方连接有 软管管路， 中间连接有气体管路， 所述软管管路与一喷淋 射流装置连通， 所述硬管管路与所述软管管路的连接处设置有第一阀门， 所述硬管管路和 所述气体管路的连接处设置有第二阀门， 所述硬管管路与所述输送泵的连接处设置有第三 阀门。说　明　书 1/6 页 3 CN 217781124 U 3