本技術(shù)屬于微藻培養(yǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種利用風(fēng)能強(qiáng)化液體混合的開放式跑道池。

背景技術(shù)：

1、微藻通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能存儲在細(xì)胞內(nèi)并形成生物質(zhì)，可作為食品、營養(yǎng)補(bǔ)充劑、水產(chǎn)餌料等，并可進(jìn)一步加工成生物燃油。微藻的大規(guī)模培養(yǎng)方式可分為封閉式光生物反應(yīng)器和開放式跑道池。其中，跑道池因構(gòu)造和運維成本低、技術(shù)簡單等原因在工業(yè)化生產(chǎn)中獲得了普遍應(yīng)用。

2、目前，微藻光合作用的光能轉(zhuǎn)化率約1％左右，遠(yuǎn)低于理論轉(zhuǎn)化率12％。主要原因是微藻培養(yǎng)液在跑道池內(nèi)的混合是在攪拌器的推動下流動、混合不充分，屬于自然形成的湍流，特別是在遠(yuǎn)離攪拌器的位置，基本接近于層流，藻細(xì)胞沉積在底部。由此，造成藻液表面光照強(qiáng)、但細(xì)胞少，藻液下層光照弱、但細(xì)胞多，反應(yīng)器整體的光能轉(zhuǎn)化效率下降。

3、如果能實現(xiàn)藻細(xì)胞在跑道池表層和下層之間的來回穿梭，就可以使得更多的細(xì)胞接受光照，也使得照射在培養(yǎng)液上的光量子被充分利用。因此，跑道池內(nèi)培養(yǎng)液的充分混合，特別是上下方向的混合，對于提高微藻總體產(chǎn)量至關(guān)重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，設(shè)計了一種利用風(fēng)能強(qiáng)化液體混合的開放式跑道池，解決了池內(nèi)藻液混合不均勻的問題，有利于跑道池內(nèi)藻液的充分混合，進(jìn)而提高微藻產(chǎn)量。

2、具體內(nèi)容如下：

3、本發(fā)明的目的是提供一種利用風(fēng)能強(qiáng)化液體混合的開放式跑道池，包括開放式跑道池本體，所述的開放式跑道池本體內(nèi)設(shè)有隔流墻，所述的隔流墻將開放式跑道池本體分隔成兩個兩端彼此連通的流道；至少一個流道內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動藻液流動的攪拌槳，其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，

4、至少一個流道內(nèi)設(shè)置有風(fēng)動混合器，所述的風(fēng)動混合器包括轉(zhuǎn)軸，所述的轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有軸承；所述的轉(zhuǎn)軸一端固定連接風(fēng)動葉片，另一端固定連接攪拌葉片；

5、所述的風(fēng)動混合器還包括支撐架，所述的軸承固定于支撐架，所述的支撐架底部固定連接于開放式跑道池本體的池底；

6、所述的風(fēng)動葉片位于軸承之上，所述的攪拌葉片位于軸承之下，所述的攪拌葉片與開放式跑道池本體的池底之間留有間隙。

7、使用上述開放式跑道池時，藻液在攪拌槳的驅(qū)動下循環(huán)流動。藻液的液面需在風(fēng)動葉片之下，沒過攪拌葉片。開放式跑道池通常處于露天環(huán)境下，風(fēng)動葉片在接受風(fēng)力驅(qū)動后開始轉(zhuǎn)動，并通過帶動液面下的攪拌葉片轉(zhuǎn)動，從而強(qiáng)化培養(yǎng)液混合，引起藻細(xì)胞上下翻動，打破跑道池內(nèi)的層流，促進(jìn)了跑道池內(nèi)藻液的充分混合。支撐架起到穩(wěn)定混合器的作用。

8、進(jìn)一步，優(yōu)選在開放式跑道池本體的每個流道內(nèi)設(shè)置1個或數(shù)個風(fēng)動混合器。所述的風(fēng)動混合器安裝位置優(yōu)選遠(yuǎn)離攪拌槳，可以在混合較差的區(qū)域。當(dāng)每一個流道設(shè)置一個風(fēng)動混合器時，其優(yōu)選設(shè)置于各個流道總長中間的位置。

9、進(jìn)一步，所述的風(fēng)動葉片為多個，圍繞轉(zhuǎn)軸均勻布設(shè)；所述的風(fēng)動葉片為空心半球形，所述的風(fēng)動葉片通過連接桿固定于轉(zhuǎn)軸。各個空心半球形葉片的凹面朝向水平方向，圍繞轉(zhuǎn)軸按同一時針方向設(shè)置，在接受風(fēng)力驅(qū)動后呈圓周運動。

10、其中，所述的空心半球形葉片的直徑優(yōu)選為5～30cm。

11、其中，每個風(fēng)動混合器中，風(fēng)動葉片的數(shù)量優(yōu)選為3個或4個。

12、其中，所述的風(fēng)動葉片優(yōu)選為塑料或碳纖維材質(zhì)，質(zhì)量輕盈。

13、進(jìn)一步，所述的攪拌葉片優(yōu)選距離開放式跑道池本體的池底2～10cm。

14、其中，所述的攪拌葉片的形狀優(yōu)選為平葉形、彎葉形或蝶形。

15、其中，所述的攪拌葉片的轉(zhuǎn)動直徑優(yōu)選小于風(fēng)動葉片的轉(zhuǎn)動直徑。

16、其中，每個風(fēng)動混合器中，攪拌葉片的數(shù)量優(yōu)選為2片、3片、4片或6片。

17、其中，所述的攪拌葉片優(yōu)選為防腐不銹鋼材質(zhì)或有機(jī)玻璃材質(zhì)。

18、進(jìn)一步，所述的支撐架優(yōu)選為三角架，所述的支撐架優(yōu)選為不銹鋼材質(zhì)。

19、進(jìn)一步，所述的開放式跑道池本體的一端設(shè)置有補(bǔ)碳循環(huán)桶。所述的補(bǔ)碳循環(huán)桶優(yōu)選與開放式跑道池本體離體設(shè)置，在桶底部設(shè)置有曝氣裝置，培養(yǎng)液從跑道池的一個流道進(jìn)入循環(huán)桶，經(jīng)補(bǔ)碳后再返回另一個流道。

20、所述的補(bǔ)碳過程受培養(yǎng)液ph值控制，根據(jù)培養(yǎng)微藻的最適生長ph值設(shè)置控制位點，當(dāng)培養(yǎng)液實際ph值高于設(shè)置的ph值時，啟動液體的循環(huán)，同時開始補(bǔ)碳，當(dāng)培養(yǎng)液實際ph值低于設(shè)置的ph值時，停止液體的循環(huán)，同時停止補(bǔ)碳；該裝置提高了原有跑道池養(yǎng)殖過程中二氧化碳的吸收效率，節(jié)省微藻培養(yǎng)的碳源成本。

21、本實用新型的有益效果如下：

22、本實用新型在開放式跑道池的流道內(nèi)設(shè)置風(fēng)動混合器，不增加能耗的前提下，促進(jìn)了跑道池內(nèi)藻液的充分混合，尤其是實現(xiàn)了上下方向的混合，有利于藻細(xì)胞接受光照，能夠充分發(fā)揮藻細(xì)胞的光合作用，提高微藻大規(guī)模培養(yǎng)的光能利用率，提高單位光照面積的產(chǎn)量。

技術(shù)特征：

1.一種利用風(fēng)能強(qiáng)化液體混合的開放式跑道池，包括開放式跑道池本體(1)，所述的開放式跑道池本體(1)內(nèi)設(shè)有隔流墻(2)，所述的隔流墻(2)將開放式跑道池本體(1)分隔成兩個兩端彼此連通的流道；至少一個流道內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動藻液流動的攪拌槳(3)，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開放式跑道池，其特征在于，開放式跑道池本體(1)的每個流道內(nèi)設(shè)置1個或數(shù)個風(fēng)動混合器(4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開放式跑道池，其特征在于，所述的風(fēng)動葉片(4-1)為多個，圍繞轉(zhuǎn)軸均勻布設(shè)；所述的風(fēng)動葉片(4-1)為空心半球形，所述的風(fēng)動葉片(4-1)通過連接桿固定于轉(zhuǎn)軸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開放式跑道池，其特征在于，所述的空心半球形葉片的直徑為5～30cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開放式跑道池，其特征在于，所述的風(fēng)動葉片(4-1)為3個或4個。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開放式跑道池，其特征在于，所述的攪拌葉片距離開放式跑道池本體(1)的池底2～10cm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開放式跑道池，其特征在于，所述的攪拌葉片的形狀為平葉形、彎葉形或蝶形。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開放式跑道池，其特征在于，所述的攪拌葉片的轉(zhuǎn)動直徑小于風(fēng)動葉片的轉(zhuǎn)動直徑。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開放式跑道池，其特征在于，所述的支撐架(4-4)為三角架。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開放式跑道池，其特征在于，所述的開放式跑道池本體(1)的一端設(shè)置有補(bǔ)碳循環(huán)桶(5)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種利用風(fēng)能強(qiáng)化液體混合的開放式跑道池，其至少一個流道內(nèi)設(shè)置有風(fēng)動混合器，所述的風(fēng)動混合器包括轉(zhuǎn)軸，所述的轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有軸承；所述的轉(zhuǎn)軸一端固定連接風(fēng)動葉片，另一端固定連接攪拌葉片；所述的風(fēng)動混合器還包括支撐架，所述的軸承固定于支撐架，所述的支撐架底部固定連接于開放式跑道池本體的池底；所述的風(fēng)動葉片位于軸承之上，所述的攪拌葉片位于軸承之下，所述的攪拌葉片與開放式跑道池本體的池底之間留有間隙。本技術(shù)在開放式跑道池的流道內(nèi)設(shè)置風(fēng)動混合器，不增加能耗的前提下，促進(jìn)了跑道池內(nèi)藻液的充分混合，尤其是實現(xiàn)了上下方向的混合，有利于藻細(xì)胞接受光照。

技術(shù)研發(fā)人員：孫中亮,朱春穎,楊雪蕊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：煙臺大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240425
技術(shù)公布日：2025/1/2