一種利用微氣泡持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用微氣泡持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，屬于微藻培養工程領域。
【背景技術】
[0002]全球工業化進程加速導致能源需求量不斷增加，而傳統化石能源又具有不可再生性，儲量在日益減少。根據相關專家估計，石油還可以持續開采41年，煤炭為155年，天然氣為53年，可再生能源的研發已經是急需解決的課題；除此之外，化石能源的燃燒產生的廢氣、廢物、廢液對環境造成了難以修復的污染，嚴重影響了生態環境以及人類的健康。研究、開發一種可再生、環境友好型能源以滿足人類的能源需求，減少對環境的破壞，是人類面臨的亟待解決的重大課題。生物能源是通過各種生物可再生原料進行生產的能源，包括燃料制氫、生物柴油、燃料乙醇、生物質顆粒燃料等，是一種可再生、環境友好型的新能源。目前，生物能源的開發利用已經取得了很大進展，且被譽為最有可能代替化石能源的新型能源。微藻具有油脂含量高、培養過程不占用耕地、生長周期短、生長速度快等特點；因此被稱為最有前景的生物能源候選物種。
[0003]微藻規模化培養中，跑道池為主的開放式培養因其成本低廉，技術門檻較低而被廣泛應用于多種微藻的培養。然而該培養方式亦具有一些缺點:受到氣候條件影響非常大、容易遭受原生動物及雜藻的污染、易滋生細菌、光及二氧化碳的利用率低等。因此，其培養的藻細胞密度也相對較低。在微藻的收獲過程中，除螺旋藻外，其它大部分微藻種類均以離心收集為主。離心機不僅價格高昂，能耗亦非常之大；離心收獲的成本在微藻養殖成本中的比例非常高。當藻液的密度很低時，離心收集所需的能耗將會加倍；不僅提高了微藻培養的成本，亦嚴重影響了離心機的使用壽命。如果在離心收集之前能夠對微藻進行有效的初步濃縮，可以有效的提高離心機的收集效率，降低能耗，并因此大幅度降低微藻培養的成本。
[0004]目前，多數生產廠家將跑道池中的所有藻液轉移至沉淀池自然沉降，沉降結束后再將轉移沉淀池中上部的藻液至跑道池循環利用。通過此種方式達到初步濃縮藻液的目的。該方法耗時漫長，且對非底棲性藻類而言，效果亦不甚理想。除此之外，因為沉降過程中，絕大多數微藻都處于黑暗的環境中，所以微藻生物量也會遭受相當的損失。同時，亦容易滋生細菌，且反復轉移藻液亦會產生巨大的能耗。
[0005]水體中的微氣泡能夠附著于細小顆粒和微藻，藻細胞受到氣泡浮力的影響，會上浮至水體表面。通過在水體中散布大量微氣泡，將藻細胞富集于水體表面。若能夠只將該部分藻液轉移至沉淀池或離心機，將會有效減少能耗，提高離心效率，降低微藻培養成本。同時，與傳統的自然沉降方法相比，亦能減少對微藻品質的影響。通過適當的方法實現對藻細胞實時、有效的初步濃縮，能夠大幅度提高微藻的離心效率，降低微藻的培養成本。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是:提供一種成本低、方便組裝及拆卸的藻細胞初步濃縮裝置，以能夠在將藻液轉運至離心機之前，持續的對藻細胞進行濃縮收集，從而提高離心效率，降低生產成本。
[0007]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
本發明提供的一種利用微氣泡持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，由將收集孔與跑道池的其它區域分隔開的分隔裝置和微氣泡發生裝置組成，微氣泡發生裝置和收集孔位于不同的區域，微氣泡發生裝置設置在跑道池的池底。
[0008]本發明提供了一種分隔裝置，其具體結構是:由氣浮板和卡槽組成，卡槽設置在跑道池末端的兩側池壁及池底，氣浮板兩側及下側通過卡槽固定于跑道池末端的兩側池壁及池底，通過卡槽將氣浮板固定于跑道池末端半圓形區域，從而將收集孔周圍的一部分區域與跑道池的其它區域有效分隔。
[0009]優選的，氣浮板可以沿著兩側池壁上的卡槽上下移動。
[0010]優選的，氣浮板與跑道池壁的夾角介于10-30度之間。進一步的，氣浮板與跑道池壁的夾角是15度。
[0011]優選的，氣浮板寬度為跑道池總寬度的1/4-2/3 ;氣浮板高度低于跑道池壁高度，與藻液面保持一致或高于藻液面l-3cm。
[0012]優選的，卡槽兩側通過粘接鋁合金結構至跑道池側壁或在跑道池壁上預留或者挖鑿縫隙構建；池底卡槽通過在池底預留或者挖鑿縫隙構建。
[0013]優選的，氣浮板與卡槽可拆卸式連接。
[0014]優選的，氣浮板材質為具有一定彈性的有機玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、橡膠、樹脂的薄板。
[0015]本發明面向水流方向，通過卡槽將氣浮板固定于跑道池末端半圓形區域，將跑道池的收集孔與跑道池其它區域有效分隔。氣浮板高度與液面保持一致或略高于液面l-3cm ;微藻培養至適當密度時，打開微氣泡發生裝置，微氣泡發生裝置散布大量微氣泡，氣浮板前方的藻細胞受到氣浮作用，會在水體表面大量聚集；由于藻液移動至氣浮板處時，受到氣浮板的阻擋，該處液面會略高于跑道池其它部分的液面；表層高密度的藻液越過氣浮板進入分隔區并流入跑道池收集孔；通過該裝置可實現對藻液的實時、持續的初步濃縮；從而提高離心效率，降低收獲成本。
[0016]該裝置方便拆卸，易建造。
[0017]本發明與現有的藻細胞初步濃縮方式相比具有以下優點:(1)本發明可有效、實時的濃縮藻細胞，整個環節只會產生少量能耗。(2)不會引起細菌滋生、生物量損失等問題。
(3)本發明結構簡單，方便組裝拆卸。(4)本發明成本低廉，易制造，效率高，有助于降低微藻規模化培養的生產成本。
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0019]圖1為本發明的結構示意圖。
[0020]圖2為本發明置于跑道池中俯瞰示意圖。
[0021]圖中，I氣浮板，2卡槽，3微氣泡發生裝置，4跑道池，5收集孔，6藻液面。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
圖1、2所示，本實施例提供的一種利用微氣泡持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，由將收集孔與跑道池的其它區域分隔開的分隔裝置和微氣泡發生裝置組成，微氣泡發生裝置和收集孔位于不同的區域，微氣泡發生裝置設置在跑道池的池底。
[0023]分隔裝置具體結構是:由氣浮板和卡槽組成，卡槽設置在跑道池末端的兩側池壁及池底，氣浮板兩側及下側通過卡槽固定于跑道池末端的兩側池壁及池底，通過卡槽將氣浮板固定于跑道池末端半圓形區域，從而將收集孔周圍的一部分區域與跑道池的其它區域有效分隔。
[0024]氣浮板可以沿著兩側池壁上的卡槽上下移動。氣浮板與跑道池壁的夾角是15度。
[0025]氣浮板寬度為跑道池總寬度的1/3 ;氣浮板高度低于跑道池壁高度，高于藻液面Icm0
[0026]卡槽兩側通過粘接鋁合金結構至跑道池側壁；池底卡槽通過在池底預留縫隙構建。氣浮板與卡槽可拆卸式連接。
[0027]氣浮板材質為具有一定彈性的有機玻璃薄板。
[0028]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種利用微氣泡持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，其特征在于，由將收集孔與跑道池的其它區域分隔開的分隔裝置和微氣泡發生裝置組成，微氣泡發生裝置和收集孔位于不同的區域，微氣泡發生裝置設置在跑道池的池底。2.根據權利要求1所述的持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，其特征在于，所述的分隔裝置由氣浮板和卡槽組成，卡槽設置在跑道池末端的兩側池壁及池底，氣浮板兩側及下側通過卡槽固定于跑道池末端的兩側池壁及池底，通過卡槽將氣浮板固定于跑道池末端半圓形區域，從而將收集孔周圍的一部分區域與跑道池的其它區域有效分隔。3.根據權利要求2所述的持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，其特征在于，氣浮板可以沿著兩側池壁上的卡槽上下移動。4.根據權利要求2所述的持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，其特征在于，氣浮板與跑道池壁的夾角介于10-30度之間。5.根據權利要求4所述的持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，其特征在于，氣浮板與跑道池壁的夾角是15度。6.根據權利要求2所述的持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，其特征在于，氣浮板寬度為跑道池總寬度的1/4-2/3 ;氣浮板高度低于跑道池壁高度，與藻液面保持一致或高于藻液面1-3cm。7.根據權利要求2所述的持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，其特征在于，卡槽兩側通過粘接鋁合金結構至跑道池側壁或在跑道池壁上預留或者挖鑿縫隙構建；池底卡槽通過在池底預留或者挖鑿縫隙構建。8.根據權利要求2所述的持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，其特征在于，氣浮板與卡槽可拆卸式連接。9.根據權利要求2所述的持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，其特征在于，氣浮板材質為具有一定彈性的有機玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、橡膠、樹脂的薄板。
【專利摘要】本發明公開了一種利用微氣泡持續氣浮收集跑道池藻細胞的裝置，由將收集孔與跑道池的其它區域分隔開的分隔裝置和微氣泡發生裝置組成，微氣泡發生裝置和收集孔位于不同的區域，微氣泡發生裝置設置在跑道池的池底。本發明與現有的藻細胞初步濃縮方式相比具有以下優點：（1）本發明在微藻培養至密度較高時架設，可對藻液進行持續性收集，整個環節只會產生少量能耗。（2）實時對高濃度藻液進行濃縮收集，耗時短，不會引起細菌滋生、生物量損失等問題。（3）本發明結構簡單，方便組裝拆卸。（4）本發明成本低廉，易制造，效率高，有助于降低微藻規模化培養的生產成本。
【IPC分類】C12M1/04, C12M1/09
【公開號】CN105062868
【申請號】CN201510418071
【發明人】潘克厚, 韓吉昌, 張琳, 王松, 李赟
【申請人】中國海洋大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月16日