一种基于空心导光管的复合强化式微藻光生物反应器.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103525686 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103525686 A (21)申请号 201310506093.0 (22)申请日 2013.10.24 C12M 1/00(2006.01) (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正街 174 号 (72)发明人 廖强 孙亚辉 王永忠 朱恂 陈蓉 王宏 丁玉栋 (74)专利代理机构 重庆博凯知识产权代理有限 公司 50212 代理人 穆祥维 (54) 发明名称 一种基于空心导光管的复合强化式微藻光生 物反应器 (57) 摘要 本发明公开了一种基于空心导光管的复合强 化式。

2、微藻光生物反应器， 包括反应器顶板、 不锈钢 蛇形管、 空心导光管、 气体分布器、 反应器底板、 反 应器主体、 气液分离装置和 pH、 温度、 DO 在线监 测装置 ； 反应器主体内左右分别设置不锈钢蛇形 管， 气体分布器为一穿过反应器主体内底部的环 形管， 位于反应器主体内的部分设多个出气孔， 反 应器主体内均布设置多个空心导光管， 气液分离 装置设置在反应器顶板上， pH、 温度、 DO 在线监测 装置设置于反应器主体内部。该反应器主要体现 在将光传递的强化、 CO2传质的强化以及微藻细胞 光生化反应的强化耦合在一起， 提高了微藻光生 物反应器的综合性能。 (51)Int.Cl. 权利要。

3、求书 1 页 说明书 6 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103525686 A CN 103525686 A 1/1 页 2 1. 一种基于空心导光管的复合强化式微藻光生物反应器， 其特征在于 ： 包括反应器顶 板 （1） 、 不锈钢蛇形管 （3） 、 空心导光管 （4） 、 气体分布器 （5） 、 反应器底板 （6） 、 反应器主体 （11） 、 荧光灯光源 （19） 、 气液分离装置 （16） 和 pH、 温度、 DO 在线监测装置 （14） ； 所述反应器顶板 （1） 、 反应。

4、器主体 （11） 和反应器底板 （6） 均由透光材料制成 ； 所述反应器主体 （11） 为上下两端开口的矩形盒体， 所述反应器顶板 （1） 盖在反应器主 体 （11） 的上端口并与上端口密封配合， 所述反应器底板 （6） 设置在反应器主体 （11） 的下端 口并与下端口密封配合 ； 所述反应器主体 （11） 的侧壁顶部设有进料口 （12） ， 侧壁底部设有 出料口 （8） , 所述反应器主体 （11） 的侧壁上还设有取样口 （10） ； 所述反应器主体 （11） 内的左右两侧分别设置不锈钢蛇形管 （3） ， 所述不锈钢蛇形管 （3） 的两端口均伸出反应器顶板 （1） ， 其中一端口为恒温循环水。

5、入口 （18） ， 另一端口为恒温 循环水出口 （17） ； 所述气体分布器 （5） 为一穿过反应器主体 （11） 内底部的环形管， 该环形管的一部分位 于反应器主体 （11） 内， 环形管的剩余部分位于反应器主体 （11） 的外部， 环形管与反应器主 体 （11） 的侧壁密封配合， 所述环形管位于反应器主体 （11） 内的部分均布设置多个出气孔 ； 所述环形管位于反应器主体 （11） 的外部设有 CO2气体入口 （7） ； 所述反应器主体 （11） 均布设置多个空心导光管 （4） ， 所述空心导光管 （4） 水平设置， 空心导光管 （4） 的一端开口， 另一端为封闭端， 空心导光管 （4） 。

6、的开口端设置在反应器主体 （11） 内的前侧壁上并嵌入前侧壁， 空心导光管 （4） 的开口端的外圆与前侧壁密封配合， 空心 导光管 （4） 的封闭端设置在反应器主体 （11） 内的后侧壁上并与后侧壁密封配合 ； 所述空心 导光管 （4） 的开口端至距离开口端 3cm 的内壁上以及封闭端的内壁上均镀有全反射膜 （9） ； 所述荧光灯光源 （19） 设置在反应器主体 （11） 的前侧壁的外侧 ； 所述气液分离装置 （16） 设置在反应器顶板 （1） 上， 气液分离装置 （16） 的进口通过管路 与反应器主体 （11） 内连通， 气液分离装置 （16） 上具有一反应器排气口 （15） ； 所述 pH。

7、、 温度、 DO 在线监测装置 （14） 设置在反应器主体 （11） 内。 2. 根据权利要求 1 所述的一种基于空心导光管的复合强化式微藻光生物反应器， 其特 征在于 ： 所述反应器顶板 （1） 通过硅胶垫片 （2） 与反应器主体 （11） 的上端口密封配合。 3. 根据权利要求 1 所述的一种基于空心导光管的复合强化式微藻光生物反应器， 其特 征在于 ： 所述反应器底板 （6） 通过硅胶垫片 （2） 与反应器主体 （11） 的下端口密封配合。 4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的一种基于空心导光管的复合强化式微 藻光生物反应器， 其特征在于 ： 所述气体分布器 （5） 上的出气孔的。

8、孔径为 1mm， 相邻两个出 气孔之间的距离为 15mm。 权 利 要 求 书 CN 103525686 A 2 1/6 页 3 一种基于空心导光管的复合强化式微藻光生物反应器 技术领域 0001 本发明涉及一种用于光合微藻培养的光生物反应器， 尤其涉及一种基于空心导光 管的复合强化式微藻光生物反应器。 背景技术 0002 全球气候变暖和化石能源短缺是人类在二十一世纪面临的两大难题。 全球气候变 暖主要是由于温室气体的大量排放所造成的， 温室气体种类繁多且不同种类的温室气体对 温室效应的贡献不同， 二氧化碳被认为是最主要的温室气体， 其对温室效应的贡献最大， 因 此减少二氧化碳的排放能够有效的。

9、缓解全球气候变暖的趋势。 化石能源的短缺主要是由于 人类社会发展过程中对化石能源的过度消耗所引起的， 可再生能源的大力开发能够有效的 缓解化石能源短缺对人类社会发展的制约作用。 光合微藻既可以用于高效生物固定二氧化 碳减少温室气体的排放， 同时成熟的微藻生物质又可以用于生产生物柴油应对化石能源短 缺的难题， 现已成为国际社会研究的热点， 掀起了一股研究微藻的热潮。 0003 微藻是一类既可以光能自养又可以异养的微生物， 其种类繁多， 分布广泛， 其中光 能自养型微藻具有光合速率高、 生长速度快、 环境适应能力强、 成熟微藻生物质用途广泛等 优点， 可用于高效固定二氧化碳减少温室气体排放， 同时。

10、， 成熟的微藻生物质既可以用来生 产生物柴油缓解能源危机， 又可以用来生产药品、 化妆品、 保健品等高附加值产品， 具有良 好的能源和经济价值。 0004 光生物反应器是光合微藻进行光合作用固定二氧化碳合成有机物的产所。高效 的光生物反应器有利于实现微藻的高密度、 大规模培养。现阶段用于微藻培养的光生物反 应器主要分为开放式和封闭式两种， 其中开放式光生物反应器主要是指跑道池光生物反应 器， 其具有建造成本低、 操作简单等优点， 但其培养条件不易控制、 微藻生物质产量低、 藻种 易受污染， 只能用于小球藻、 螺旋藻和盐藻等能够耐受极端环境的藻类的培养。 封闭式光生 物反应器克服了开放式光生物反。

11、应器的上述缺点， 具有培养条件可控、 可适用于所有藻类 培养、 可实现微藻细胞的高密度和大规模培养等优点， 但其具有成本高、 操作复杂等缺点， 但考虑到微藻良好的利用价值， 封闭式光生物反应器将始终是研究的热点。 因此， 设计一种 高效、 低成本的封闭式光生物反应器对于实现微藻的大规模应用至关重要。 0005 光能和碳源是影响光能自养型微藻生长的两大主要因素， 因此， 高效的微藻光生 物反应器应能提供良好的光能供应和碳源供应。 0006 首先， 光能是微藻进行光合作用所必不可少的条件， 然而对于微藻的生长而言， 光 强太强会产生光抑制现象， 光强太弱则会产生光限制现象， 光限制和光抑制都不利于。

12、微藻 的生长， 因此在光生物反应器中的光强分布应尽量避免光限制和光抑制现象的产生。另一 方面， 随着微藻细胞的生长， 反应器中微藻生物量浓度上升， 在藻液中沿着光传播方向， 光 强将呈指数规律衰减， 使得反应器中远离光源处的区域光强很弱， 不能满足微藻生长对光 能的需求， 因此， 高效的光生物反应器应能提供较大的光照比表面积， 为了避免反应器中远 离光源处的区域光强太弱， 以至于不能满足微藻生长对光的需求， 高效的微藻光生物反应 说 明 书 CN 103525686 A 3 2/6 页 4 器应能将光导入反应器中光衰减严重的区域， 提高光能利用率。 0007 其次， 对于大多数光生物反应器而言。

13、， 二氧化碳是微藻生长的碳源， 二氧化碳主要 是经由反应器中的气体分布器以气泡的形式进入反应器中的微藻悬浮液中， 气泡的大小将 会影响总的气液接触面积， 进而影响传质效果。 气泡越小， 其比表面积越大， 气液传质越好。 另一方面， 当气泡在反应器底部产生后在微藻悬浮液中上浮的过程中， 相邻位置的气泡容 易发生聚并现象， 使得气泡体积变大， 比表面积缩小， 使得气液传质效果变差。 因此， 高效的 光生物反应器应具有良好的气体分布器产生均匀细小的气泡， 同时也应该采取一定的措施 避免或减少气泡上浮过程中的聚并现象， 进而强化气液传质。 0008 再者， 有研究表明， 当微藻细胞间歇性交替运动于反应。

14、器中光强区域 （光区） 和光 弱区域 （暗区） 时， 其生长速率和光能利用效率会得到很大的提高， 人们称这种效应为 “闪光 效应” ， 即， 当藻细胞在光生物反应器的光区与暗区之间来回穿梭， 就可使得已经接受过光 照的微藻细胞及时进入暗区进行暗反应， 同时， 使得完成了暗反应的微藻细胞回到光区再 次接受光照， 这样就可以使得进入反应器中的光量子被充分利用。 因此， 在设计高效光生物 反应器时， 可以通过改变反应器的结构等方式， 使得藻细胞交替运动于光区与暗区， 藻细胞 的运动满足一定的光 / 暗循环周期， 实现 “闪光效应” 大幅提高微藻生物质产率和光能利用 率的目的。 0009 良好的扰动对。

15、于微藻的生长也是至关重要的， 其优点主要体现在以下几点 ： 良 好的扰动可以强化气液传质。一方面强化碳源从气相区到液相区的传质， 为藻细胞的生长 提供充足的碳源， 另一方面强化传质有利于实现从微藻细胞悬浮液中及时排出溶氧， 避免 溶氧浓度过高对藻类生长的抑制作用 ； 良好的扰动可以减少细胞间的相互遮挡和微藻细 胞的沉积， 有利于保证每个藻细胞享受到相同的光照强度和营养物质条件 ； 良好的扰动 可以避免微藻细胞悬浮液中的热分层现象 ； 良好的扰动可以使藻细胞交替往返运动于反 应器中的光强区域与光弱区域， 有利于利用光 / 暗交替现象强化光生化反应， 提高微藻生 长速率和光能利用率。 0010 综。

16、上， 高效微藻光生物反应器的设计可从以下三个角度考虑 ： 强化光的传递， 增 大光照比表面积， 提高光能利用率 ； 强化传质， 为藻细胞的生长提供充足的碳源， 并及时 排出光合作用产生的氧气 ； 强化光生化反应， 为微藻细胞内的光生化反应提供最佳的条 件。 0011 因此， 若能将上述三个强化手段耦合在一起， 将有利于提高微藻光生物反应器的 综合性能。 发明内容 0012 针对现有技术中存在的上述不足， 本发明提供了一种强化光的传递、 强化传质和 强化光生化反应的基于空心导光管的复合强化式微藻光生物反应器。 0013 为了解决上述技术问题， 本发明采用了如下技术方案 ： 一种基于空心导光管的复。

17、合强化式微藻光生物反应器， 包括反应器顶板、 不锈钢蛇形 管、 空心导光管、 气体分布器、 荧光灯光源、 反应器底板、 反应器主体、 气液分离装置和 pH、 温 度、 DO 在线监测装置 ； 所述反应器顶板、 反应器主体和反应器底板均由透光材料制成 ； 说 明 书 CN 103525686 A 4 3/6 页 5 所述反应器主体为上下两端开口的矩形盒体， 所述反应器顶板盖在反应器主体的上 端口并与上端口密封配合， 所述反应器底板设置在反应器主体的下端口并与下端口密封配 合 ； 所述反应器主体的侧壁顶部设有进料口， 侧壁底部设有出料口 , 所述反应器主体的侧 壁上还设有取样口 ； 所述反应器主体。

18、内的左右两侧分别设置不锈钢蛇形管， 所述不锈钢蛇形管的两端口均 伸出反应器顶板， 其中一端口为恒温循环水入口， 另一端口为恒温循环水出口 ； 所述气体分布器为一穿过反应器主体内底部的环形管， 该环形管的一部分位于反应器 主体内， 环形管的剩余部分位于反应器主体的外部， 环形管与反应器主体的侧壁密封配合， 所述环形管位于反应器主体内的部分均布设置多个出气孔 ； 所述环形管位于反应器主体的 外部设有 CO2气体入口 ； 所述反应器主体均布设置多个空心导光管， 所述空心导光管水平设置， 空心导光管的 一端开口， 另一端为封闭端， 空心导光管的开口端设置在反应器主体内的前侧壁上并嵌入 前侧壁， 空心导。

19、光管的开口端的外圆与前侧壁密封配合， 空心导光管的封闭端设置在反应 器主体内的后侧壁上并与后侧壁密封配合 ； 所述空心导光管的开口端至距离开口端 3cm 的 内壁上以及封闭端的内壁上均镀有全反射膜 ； 所述荧光灯光源设置在反应器主体的前侧壁 的外侧 ； 所述气液分离装置设置在反应器顶板上， 气液分离装置的进口通过管路与反应器主体 内连通， 气液分离装置上具有一反应器排气口 ； 所述 pH、 温度、 DO 在线监测装置设置在反应 器主体内。 0014 作为本发明的一种优选方案， 所述反应器顶板通过硅胶垫片与反应器主体的上端 口密封配合。 0015 作为本发明的另一种优选方案， 所述反应器底板通过。

20、硅胶垫片与反应器主体的下 端口密封配合。 0016 作为本发明的一种改进方案， 所述气体分布器上的出气孔的孔径为 1mm， 相邻两个 出气孔之间的距离为 15mm。 0017 本发明的有益效果是 ： 该反应器将多种强化反应器性能的方法组合在一起， 主要 体现在将光传递的强化、 CO2传质的强化以及微藻细胞光生化反应的强化耦合在一起， 而非 采用单一方式进行强化， 提高了微藻光生物反应器的综合性能。 附图说明 0018 图 1 为一种基于空心导光管的复合强化式微藻光生物反应器的结构示意图 ； 图 2 为空心导光管底部为平底的光生物反应器局部剖面结构示意图 ； 图 3 为空心导光管底部为半球状的光。

21、生物反应器局部剖面结构示意图 ； 图 4 为空心导光管排列方式为叉排的微藻光生物反应器的结构示意图 ； 图 5 为空心导光管排列方式为顺排的微藻光生物反应器的结构示意图。 0019 附图中 ： 1反应器顶板 ； 2硅胶垫片 ； 3不锈钢蛇形管 ； 4空心导光管 ； 5气体分布器 ； 6反应器底板 ； 7CO2气体入口 ； 8出料口 ； 9全反射膜 ； 10 取样口 ； 11反应器主体 ； 12进料口 ； 13螺栓 ； 14pH、 温度、 DO 在线监测装置 ； 15反应器排气口 ； 16气液分离装置 ； 17恒温循环水出口 ； 18恒温循环水入口 ； 说 明 书 CN 103525686 A 。

22、5 4/6 页 6 19荧光灯光源 ； 20入射光线 ； 21空气 ； 22反应器主体后侧壁 ； 23微藻细胞 悬浮液 ； 24光暗区域分界线 ； 25反应器主体前侧壁 ； 26区域二 ； 27区域一。 具体实施方式 0020 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。 0021 如图 1 所示， 一种基于空心导光管的复合强化式微藻光生物反应器， 包括反应器 顶板 1、 不锈钢蛇形管 3、 空心导光管 4、 气体分布器 5、 反应器底板 6、 反应器主体 11、 荧光灯 光源 19、 气液分离装置 16 和 pH、 温度、 DO 在线监测装置 14。 0022 反应器顶板1、 反应。

23、器主体11和反应器底板6均由透光材料制成， 如采用有机玻璃 或者其他具有优异透光性能的材料加工而成。反应器主体 11 为上下两端开口的矩形盒体， 反应器顶板 1 盖在反应器主体 11 的上端口并通过螺栓 13 连接， 在反应器顶板 1 与反应器 主体 11 的上端口之间设置硅胶垫片 2， 通过该硅胶垫片 2 实现反应器顶板 1 与反应器主体 11 的上端口之间密封配合。反应器底板 6 设置在反应器主体 11 的下端口并通过螺栓 13 连 接， 在反应器底板6与反应器主体11的下端口之间设置硅胶垫片2， 通过该硅胶垫片2实现 反应器底板 6 与反应器主体 11 的下端口之间密封配合。反应器顶板 。

24、1 与反应器主体 11 之 间以及反应器底板 6 与反应器主体 11 之间均垫有硅胶垫片 2， 主要是防止藻液的泄露。反 应器主体 11 的侧壁顶部设有进料口 12， 侧壁底部设有出料口 8, 进料口 12 用于初始培养 时向反应器主体11中加入一定浓度的微藻细胞悬浮液， 出料口8用于微藻细胞生长处于稳 定期时对微藻细胞的收集。反应器主体 11 的侧壁上还设有取样口 10， 取样口 10 用于从反 应器主体 11 中的微藻细胞悬浮液中定期取样进行微藻细胞生物量、 叶绿素含量、 油脂含量 及成分、 蛋白质含量等参数的测量。 0023 反应器主体 11 内的左右两侧分别设置不锈钢蛇形管 3， 不锈。

25、钢蛇形管 3 的两端口 均伸出反应器顶板1， 其中一端口为恒温循环水入口18， 另一端口为恒温循环水出口17。 不 锈钢蛇形管3内循环流动着温度恒定的循环恒温水， 温度恒定的循环水与反应器主体11中 的微藻细胞悬浮液进行热交换， 用于维持微藻细胞悬浮液温度的恒定。 0024 气体分布器5为一穿过反应器主体11内底部的环形管， 该环形管的一部分位于反 应器主体 11 内， 环形管的剩余部分位于反应器主体 11 的外部， 环形管与反应器主体 11 的 侧壁密封配合， 环形管位于反应器主体 11 内的部分均布设置多个出气孔 ； 环形管位于反应 器主体 11 的外部设有 CO2气体入口 7。气体分布器。

26、 5 位于反应器主体 11 前后侧壁之间的 中间位置处， 气体分布器 5 由 PU 管、 PVC 管、 不锈钢管等材料制作而成， 出气孔沿管轴向方 向均匀分布， 孔径为 1mm， 相邻孔间的中心距为 15mm。为了保证气体分布器内气压沿管轴向 分布均匀， 采用气体分布器 5 两端同时进气的方式来实现管内气压沿管轴向均匀分布， 使 得经由气体分布器产生的气泡大小更加均匀。 0025 反应器主体 11 均布设置多个空心导光管 4， 空心导光管 4 水平设置， 空心导光管 4 的一端开口， 另一端为封闭端， 空心导光管 4 的开口端设置在反应器主体 11 内的前侧壁上 并嵌入前侧壁， 空心导光管4的。

27、开口端的外圆与前侧壁密封配合， 空心导光管4的封闭端设 置在反应器主体 11 内的后侧壁上并与后侧壁密封配合。空心导光管 4 的开口端至距离开 口端 3cm 的内壁上以及封闭端的内壁上均镀有全反射膜 9， 荧光灯光源 19 设置在反应器主 体 11 的前侧壁的外侧。内部镀有全反射膜 9 的空心导光管 4 可由石英管、 有机玻璃管等具 说 明 书 CN 103525686 A 6 5/6 页 7 有优异透光性能的材料加工而成， 空心导光管 4 的底部可做成平底 （如图 2 所示） 或半球形 状 （如图 3 所示） ， 空心导光管 4 的入口段 （即空心导光管 4 的开口端） 以及底部 （空心导光。

28、 管 4 的封闭端） 镀有高反射率的全反射膜 9， 外界射入空心导光管 4 的光在全反射膜 9 的作 用下， 由空心导光管 4 的中后部即藻细胞悬浮液中光衰减严重的区域 （即光限制区域 26） 射 出， 用于微藻细胞的生长， 如图 2、 3 所示， 区域 27 为靠近入射光源的区域， 光强能够满足 微藻光合生长的区域 ； 区域 26 为远离入射光源的区域， 光衰减严重区域， 光强较低， 即光 限制区。空心导光管 4 布置于反应器主体 11 的前后侧壁之间， 与反应器主体 11 的前后侧 壁相垂直， 空心导光管 4 的排列方式可分为顺排和叉排两种， 如图 4、 5 所示。 0026 该空心导光管。

29、 4 的作用主要体现在以下几点 ： 一、 用于将外界的入射光导入反应 器主体 11 内光衰减严重的区域， 增大光照比表面积， 提高光能利用率 ； 二、 空心导光管 4 的 存在可以改变反应器主体 11 内的流场， 强化反应器内的混合， 有利于强化传质、 优化反应 器内的混合效果 ； 三、 由于空心导光管 4 的布置方向与经由气体分布器 5 产生的气泡上浮 过程的运动方向相垂直， 空心导光管 4 可在一定程度上打碎上浮的气泡， 增大气泡的比表 面积， 减少气泡上浮过程中聚并现象的发生 ； 四、 由于空心导光管 4 将光导入反应器中光强 衰减严重的区域， 使得空心导光管 4 底部周围的光强较其周围。

30、区域的光强要大， 这样上下 运动的藻细胞就会交替运动于光强强度不同的区域， 即藻细胞的运动满足一定的光 / 暗周 期， 有利于通过 “闪光效应” 提高微藻生物质产率。 0027 气液分离装置 16 设置在反应器顶板 1 上， 气液分离装置 16 的进口通过管路与反 应器主体 11 内连通， 气液分离装置 16 上具有一反应器排气口 15， 气液分离装置 16 用于气 液两相的分离， 用于排除藻细胞悬浮液中产生的氧气、 未溶解的二氧化碳以及其他未溶解 的气体， 回收气体中携带的水分， 减少水分的散失。pH、 温度、 DO 在线监测装置 14 设置在反 应器主体 11 内， pH、 温度、 DO 。

31、在线监测装置 14 用于实时在线监测反应器内微藻细胞悬浮液 的 pH 值、 温度、 DO 变化情况。 0028 该反应器的工作原理 ： 首先将一定初始浓度的微藻细胞悬浮液置于微藻光生物反 应器中， 具有一定体积浓度的 CO2气体 （如 CO2体积浓度为 5% 的空气和 CO2混合气体） 由 CO2 气体入口 7 通入气体分布器 5， 富含 CO2的混合气经由气体分布器 5 上均匀分布的直径为 1mm 的出气孔以小气泡的形式进入微藻细胞悬浮液， 随后小气泡在浮力的作用下由反应器 主体11的底部运动至反应器主体11的顶部， 在上浮的过程中， 由于气泡运动方向与反应器 主体 11 中插入的空心导光管。

32、 4 轴向方向相垂直， 一些气泡在上浮的过程中被空心导光管 4 打碎， 变成体积更小的小气泡， 这些气泡最终从微藻细胞悬浮液中脱离， 经由反应器排气口 15排入大气， 在富含CO2的小气泡上浮的过程中， CO2由气相区传至液相区， 并最终传至藻细 胞中用于生长。光由反应器主体 11 的前侧壁进入微藻细胞悬浮液， 为微藻细胞的生长提供 光能， 由于光强在藻液中呈指数规律衰减， 使得远离前侧壁的区域光强减弱， 由于反应器中 加入了内部镀有全反射膜9的空心导光管4， 空心导光管4的入口段以及底部镀有高反射率 的全反射膜， 且光在空气中传播时的衰减量要比在藻液中的衰减量低得多， 这样使得较强 的光从空。

33、心导光管 4 的尾部即反应器中远离前侧壁的区域 （光限制区） 射出， 实现了将光能 导入光衰减严重区域的目标。空心导光管 4 的引入， 一方面起到了打碎气泡强化混合的作 用 ； 另一方面， 将光导入光衰减严重的区域， 增加了光照比表面积， 提高了光能利用率。 0029 使用该基于空心导光管的复合强化式微藻光生物反应器时， 首先用甲醛溶液将反 说 明 书 CN 103525686 A 7 6/6 页 8 应器内部以及气体分布器管内进行灭菌 30min， 然后利用高压灭菌后的蒸馏水对反应器进 行清洗， 接种时， 将初始低浓度 （如藻细胞生物量浓度为 0.05g/L） 的微藻细胞悬浮液由进 料口 1。

34、2 泵入反应器中。两个不锈钢蛇形管 3 分布在反应器主体 11 内靠近反应器主体 11 左右侧壁的区域， 温度为 25的恒温水在蠕动泵的驱动下以一定的流速由恒温循环水入口 18进入不锈钢蛇形管3， 后由恒温循环水出口17流出， 进入恒温水浴槽， 完成恒温水的循环 流动， 恒温水用于维持微藻细胞悬浮液温度的恒定， 保持微藻细胞悬浮液的温度为25。 光 源布置方式， 采用单侧布光， 4 支 8W 的荧光灯管平行排列于反应器主体前侧壁的前方， 为微 藻的光合作用提供光源。空心导光管 4 的入口处至距离入口处 3cm 位置以及空心导光管 4 的平底或半球状底部均镀有高反射率的全反射膜 9， 这样空心导。

35、光管 4 一方面可将外界光 导入反应器中光衰减严重的区域。增大光照表面积， 提高光能利用率 ； 另一方面， 空心管的 布置方向垂直于 CO2气泡浮升运动的方向， 启到打碎气泡， 减少气泡间的相互聚并， 增加扰 流， 强化气液传质的效果。定期从取样口 10 取样检测微藻细胞的生物量、 叶绿素、 油脂含量 等参数， 监测藻细胞的生长情况， 待藻细胞生长至稳定期时， 将藻细胞悬浮液从出料口 8 放 出， 收集后加以利用， 如用于生物柴油的制取、 高附加值产品的生产等。 0030 最后说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围， 其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。 说 明 书 CN 103525686 A 8 1/4 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103525686 A 9 2/4 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103525686 A 10 3/4 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103525686 A 11 4/4 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 103525686 A 12 。