專利名稱：一種藻類培養(yǎng)過(guò)程中補(bǔ)充二氧化碳的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于藻類培養(yǎng)領(lǐng)域，是一種藻類培養(yǎng)過(guò)程中補(bǔ)充二氧化碳的新方法。
背景技術(shù)：
氣候變暖與大氣中二氧化碳濃度有極其密切的關(guān)系。由于大量消耗煤炭、石油、天然氣等化石能源，向大氣中釋放的二氧化碳超過(guò)了生態(tài)環(huán)境凈固定二氧化碳的能力，打破了地球碳循環(huán)過(guò)程，造成氣候異常，影響人類的生存環(huán)境。藻類通過(guò)光合作用，固定二氧化碳、太陽(yáng)能，經(jīng)過(guò)系列代謝最終形成油脂、蛋白質(zhì)、 多糖以及其它多種活性物質(zhì)，可以廣泛應(yīng)用于可再生能源、飼料、食品、醫(yī)藥保健、化妝品等領(lǐng)域。藻類具有光合效率高、生長(zhǎng)快、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)，是極具開(kāi)發(fā)潛力的可再生新能源原材料之一。發(fā)展藻類養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)既可以固定大氣中的二氧化碳，同時(shí)人類又可以獲得能源、生物制品?？芍^一箭雙雕。人工培養(yǎng)藻類，水體中的碳源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足藻類快速生長(zhǎng)的需要，是一個(gè)關(guān)鍵制約因子。藻類培養(yǎng)過(guò)程中，人為加注二氧化碳既可以提供藻類光合作用所需的碳源，又可以維持培養(yǎng)液的PH值，獲得穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。研究表明，藻類對(duì)碳酸氫根離子的利用受培養(yǎng)液pH值的影響。一般情況下，藻液pH值低于11. 0,碳酸氫根離子的利用率低于45%。微藻對(duì)溶解于水中的二氧化碳的利用率不受PH值的影響，基本可以完全利用。補(bǔ)充二氧化碳，被藻類吸收固定，可以降低大氣中二氧化碳的量，平衡碳循環(huán)，減輕溫室效應(yīng)，具有明顯的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益。雖然藻類可以100%地利用溶解在水中的二氧化碳，但是，并不意味著生產(chǎn)過(guò)程中二氧化碳的利用率是100%。二氧化碳的利用率取決于藻液對(duì)二氧化碳的吸收率。如何提高向藻液中添加二氧化碳的效率，促進(jìn)二氧化碳的有效溶解，一直是藻類大規(guī)模養(yǎng)殖技術(shù) 的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前在生產(chǎn)領(lǐng)域中，添加二氧化碳的方法主要有儲(chǔ)氣罩、鼓泡等。儲(chǔ)氣罩技術(shù)的缺點(diǎn)是需要占養(yǎng)殖面積I. 5% -4%儲(chǔ)氣罩才能提供足夠的二氧化碳，遮光作用明顯，影響藻類產(chǎn)量、并且工藝復(fù)雜。鼓泡技術(shù)雖然比較簡(jiǎn)單，適合多種半封閉、封閉式培養(yǎng)，但是二氧化碳浪費(fèi)嚴(yán)重，藻液只能吸收70%左右的二氧化碳，其余的30%釋放到空氣中。不僅浪費(fèi)了生產(chǎn)原料，增加了生產(chǎn)成本，而且會(huì)加重溫室效應(yīng)，對(duì)全球氣候變化產(chǎn)生不良影響。本發(fā)明就是針對(duì)這一關(guān)鍵問(wèn)題，提高了藻類培養(yǎng)過(guò)程中二氧化碳的吸收、利用效率，增加了藻類的產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種藻類培養(yǎng)過(guò)程中高效添加二氧化碳的新方法，用以解決藻類產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中如何才能實(shí)現(xiàn)高效加注二氧化碳這一核心關(guān)鍵難題。為解決這一難題，本發(fā)明提供如下解決方案一種藻類培養(yǎng)過(guò)程中高效補(bǔ)充二氧化碳的新方法，其特征在于二氧化碳?xì)馀菰谏细∵^(guò)程中與培養(yǎng)液形成氣液相間排列；氣泡的浮力轉(zhuǎn)變成推動(dòng)螺旋溶解器中氣液的流動(dòng)；二氧化碳在螺旋狀的溶解器中充分被培養(yǎng)液吸收；螺旋溶解器水平排列。(I)螺旋溶解技術(shù)。二氧化碳與培養(yǎng)液在螺旋管中流動(dòng)，經(jīng)過(guò)每個(gè)螺旋，在壓力發(fā)生變化的情況下，促進(jìn)二氧化碳溶解于培養(yǎng)液中。(2)減速技術(shù)。一根垂直的導(dǎo)管上端連接數(shù)根螺旋溶解管(其數(shù)目可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整)，形成一對(duì)多的連接，這樣就可以降低螺旋溶解管中氣、液體的流速，增加溶解時(shí)間，有利于二氧化碳的充分溶解。(3)浮力轉(zhuǎn)動(dòng)力技術(shù)。導(dǎo)管是垂直放置的，螺旋溶解管則是水平放置的。導(dǎo)管中二氧化碳?xì)馀莸母×?，則轉(zhuǎn)變成螺旋溶解管中氣體、液體的動(dòng)力來(lái)源，推動(dòng)其做螺旋狀運(yùn)動(dòng)。(4)氣液相間排列技術(shù)。一定壓力、流速的二氧化碳釋放到培養(yǎng)液中，形成小氣泡。在收集、導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的作用下，進(jìn)入導(dǎo)管，不連續(xù)的二氧化碳?xì)馀?，沿?dǎo)管向上運(yùn)動(dòng)。在壓力作 用下，培養(yǎng)液流入導(dǎo)管，形成氣體、液體相間排列。與現(xiàn)有藻類培養(yǎng)過(guò)程中補(bǔ)充二氧化碳的技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的補(bǔ)充二氧化碳新方法具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)提高了二氧化碳的溶解效率。(2)降低二氧化碳重新釋放會(huì)空氣的量。(3)操作簡(jiǎn)單。(4)費(fèi)用低，充分利用氣體的浮力。


圖I 二氧化碳補(bǔ)充系統(tǒng)示意圖。圖中I為螺旋溶解器2為導(dǎo)管3為倒漏斗狀的收集導(dǎo)流器4為二氧化碳輸送
管道
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施加以說(shuō)明。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所需的的裝置系統(tǒng)如下I、二氧化碳輸送管道(4)，提供一定壓力、流速的二氧化碳。2、倒漏斗狀的收集導(dǎo)流器(3)，收集、引導(dǎo)二氧化碳進(jìn)入導(dǎo)管。3、導(dǎo)管(2)，垂直放置，二氧化碳在導(dǎo)管中形成氣泡、培養(yǎng)液的相間排列。氣泡沿導(dǎo)管上浮的過(guò)程，推動(dòng)螺旋溶解器中氣體、液體的流動(dòng)。4、螺旋溶解器(I):螺旋管狀結(jié)構(gòu)，氣泡、液體在其中做螺旋狀運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，促進(jìn)培養(yǎng)液吸收二氧化碳。數(shù)根螺旋溶解器水平排列，并與同一根導(dǎo)管相連。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的高效補(bǔ)充，具體包括以下幾個(gè)步驟I、一定壓力、流速的二氧化碳的釋放到收集導(dǎo)流器(3)中。2、氣泡進(jìn)入導(dǎo)管(2)中，形成氣體、液體的相間排列。3、在氣泡浮力的作用下，氣體、液體沿導(dǎo)管(2)、螺旋溶解器(I)流動(dòng)。4、數(shù)個(gè)螺旋狀溶解器(I)水平排列，并與同一根導(dǎo)管相連。這樣螺旋溶解器(I)中的流速就變成導(dǎo)管(2)中流速的數(shù)分之一，延長(zhǎng)氣液體在螺旋溶解器(I)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，有利于培養(yǎng)液吸收二氧化碳。5、吸收二氧化碳的培養(yǎng)液經(jīng)螺旋溶解器(I)出口流出。
權(quán)利要求
1.一種藻類培養(yǎng)過(guò)程中補(bǔ)充二氧化碳的新方法，其特征是 (1)二氧化碳與液體相間分布； (2)利用二氧化碳?xì)怏w的浮力推動(dòng)氣體、液體在管路中流動(dòng)； (3)螺旋溶解技術(shù)；
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是一定壓力、流速的二氧化碳釋放到到漏斗狀的收集導(dǎo)流器中，形成不連續(xù)的氣泡，進(jìn)入導(dǎo)管后形成氣體、液體的相間排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，一根垂直的導(dǎo)管與數(shù)根螺旋溶解器相連，螺旋溶器水平排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，螺旋管狀的氣體溶解系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明屬于藻類培養(yǎng)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種藻類培養(yǎng)過(guò)程中補(bǔ)充二氧化碳的方法。其特征在于一定壓力、流速的二氧化碳?xì)怏w從輸送管(4)以小氣泡的形式釋放到收集導(dǎo)流器(3)中，進(jìn)入導(dǎo)管(2)中形成氣泡、液體的相間排列，在氣泡浮力推動(dòng)下，氣體、培養(yǎng)液在導(dǎo)管(2)、螺旋溶解器(1)中流動(dòng)；經(jīng)過(guò)水平排列的螺旋溶解結(jié)構(gòu)(1)，二氧化碳被培養(yǎng)液充分吸收。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法的優(yōu)點(diǎn)在于二氧化碳溶解充分，利用效率高；操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。
文檔編號(hào)C12N1/12GK102757899SQ20111010807
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者吳學(xué)眾, 師德強(qiáng), 張紅巖, 王溪森, 莫祺暉, 陳東, 黃日波, 黎貞崇 申請(qǐng)人:廣西科學(xué)院