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一种光合微 生物培养生产系统

阅读：798发布：2024-01-11

专利汇可以提供一种光合微生物培养生产系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种光合微生物培养生产系统，包括通气循环系统，所述通气循环系统包括供气单元、通气管路单元、橡胶球、电磁阀及阀门组成，所述供气单元包括抽气装置、供气端净化设备和气压精密探测控制仪，电磁阀控制系统，所述气压精密探测控制仪安装在培养管道的两端，所述抽气装置采用主动空气压滤净化设备精确供气，所述抽气装置用于保持培养管道内外气压差不超过±50Pa，所述抽气装置和供气端净化设备安装在培养管道的两端，本发明填补了当前的这两种代表性的培养设备系统的缺陷，且将培养、过滤、清洗、灭菌融为一体，大大增强了设备的安全使用寿命，显著降低了工作量，显著提高了培养工作效率，并且显著提高了产品品质。，下面是一种光合微生物培养生产系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光合微生物培养生产系统，其特征在于，包括
通气循环系统，所述通气循环系统包括供气单元、通气管路单元、橡胶球（14）、电磁阀及阀门组成，所述供气单元包括抽气装置（1）、供气端净化设备（9）和气压精密探测控制仪，所述气压精密探测控制仪安装在培养管道（5）的两端，所述抽气装置（1）采用主动空气压滤净化设备精确供气，所述抽气装置（1）用于保持培养管道（5）内外气压差不超过±50Pa，所述抽气装置（1）和供气端净化设备（9）安装在培养管道（5）的两端；
供水系统，所述供水系统包括供水单元、通水管路单元、流量控制单元及阀门单元组成，所述通水管路单元包括输送管路，所述流量控制单元包括流量计，所述阀门单元由多组放水阀门（3）组成，所述培养管道（5）在转弯处设置转换连接头（4），且转换连接头（4）上安装有放水阀门（3），所述放水阀门（3）与通水管路连通，且通水管路的尾端连接在供水装置上，所述流量计安装在通水管路上；
清理系统，所述清理系统包括管壁垃圾检测单元、清理单元和过滤单元，所述清理单元为可移动的橡胶球（14），所述橡胶球（14）设置在培养管道（5）内，且橡胶球（14）的直径与培养管道（5）内壁直径相同，所述橡胶球（14）的表面与培养管道（5）内壁接触，所述管壁垃圾检测单元采用管壁检测器，且管壁检测器安装在培养管道（5）上，所述过滤单元为分液过滤器（10）；
供料系统，所述供料系统包括供料单元、供料时间判断单元和助长单元，所述供料单元用于为培养管道（5）内提供培养液，且供料单元与培养管道（5）连接，所述供料时间判断单元用于定时进行供料，且供料时间判断单元与供料单元电性连接，所述助长单元包括臭氧发生器（6）和二氧化碳气源（7），所述臭氧发生器（6）用于对培养液进行臭氧灭菌，所述二氧化碳气源（7）用于稀释驱赶培养液中的残留臭氧和增加培养液中的二氧化碳浓度；
还包括控制单元和移动式净化真空减压过滤采收车，所述控制单元与供料系统、清理系统、供水系统和通气循环系统连接，所述移动式净化真空减压过滤采收车用于对各个培养管道（5）微生物的采收。
2.根据权利要求1所述的一种光合微生物培养生产系统，其特征在于：所述培养管道（5）的一端设有抽气端口（2），以及培养管道（5）的另一端设有进气端口（11），且抽气端口（2）和进气端口（11）均设置在培养管道（5）的直管路上，所述培养管道（5）的首尾相互连通形成闭环。
3.根据权利要求1所述的一种光合微生物培养生产系统，其特征在于：所述抽气装置（1）与培养管道（5）的抽气端口（2）连通，所述供气端净化设备（9）与培养管道（5）的进气端口（11）连通。
4.根据权利要求1所述的一种光合微生物培养生产系统，其特征在于：所述供水装置可采用水箱。
5.根据权利要求1所述的一种光合微生物培养生产系统，其特征在于：所述分液过滤器（10）包括过滤漏斗（12）和电磁阀门（13），所述过滤漏斗（12）安装在培养管道（5）的进气端口（11）处，所述电磁阀门（13）安装在过滤漏斗（12）的出水口处。
6.根据权利要求1所述的一种光合微生物培养生产系统，其特征在于：所述臭氧发生器（6）和二氧化碳气源（7）安装在供气端净化设备（9）上，且臭氧发生器（6）和二氧化碳气源（7）之间通过气体管道（8）连接。
7.根据权利要求1所述的一种光合微生物培养生产系统，其特征在于：每次添加培养液之后且在接种之前启动臭氧发生器（6），对培养液臭氧灭菌排气，且灭菌时间为30分钟，然后排气，同时将二氧化碳气源（7）导入向培养液中。
8.根据权利要求1所述的一种光合微生物培养生产系统，其特征在于：所述橡胶球（14）的往返运动通过变换培养管道（5）两端的气压差方向。
9.根据权利要求1所述的一种光合微生物培养生产系统，其特征在于：所述培养管道（5）由传统的矩形管道平面垂直排列改为将两长矩面各倾斜45-60°。

说明书全文

一种光合微 生物培养生产系统

技术领域

[0001] 本发明涉及微生物培养技术领域，具体为一种光合微生物培养生产系统。

背景技术

[0002] 利用太阳光大规模培养有益于人类的微生物一直是人们的追求，国内外先后涌现出了众多相关发明专利。这些发明专利中以管道培养设备专利较受人们青睐——培养工作效率更高，产品质量更优。管道培养设备大致可分为两类：一类是以深圳绿得宝保健品有限公司和海口卡斯哈善生物光合反应器有限公司为代表的的真空负压运行设备（培养系统），一类是以上海光语和乐清光语生物科技有限公司为代表的的正压驱动供气生产系统。前者中设备（管道）和微生物长期处于真空低气压状态，易造成管道破裂（气压向内作用于管壁）和微生物生长窘迫（缺二氧化碳），并且空气不能有效净化（过滤设备的孔径如果过细，就会造成培养液被抽出管外）；而后者虽然注意到了前者的缺陷，但是设备是长期处于正压状态，同样易造成管道破裂（气体向外张，向外作用于管壁）和微生物生长抑制现象——因为我们选择的藻种都是常压或接近常压的状态下培养出来的的。而且无论是正压推动运行还是负压推动运行，都是靠气泡（团）的运动来带动管道内液体的运动，由于气体密度小，总是上浮于水面的特性导致管道内几乎都只是上层液体在流动，而下层微生物（藻类）和液体几乎不动，这样容易导致下层微生物（藻类）聚集死亡和液体变味——管道内径越大，这种现象越明显，为此，我们提出一种光合微生物培养生产系统。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种光合微生物培养生产系统，本发明不仅填补了当前的这两种代表性的培养设备系统的缺陷，且将培养、过滤、清洗、灭菌融为一体，大大增强了设备的安全使用寿命，显著降低了工作量，显著提高了培养工作效率，并且显著提高了产品品质。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光合微生物培养生产系统，包括通气循环系统，所述通气循环系统包括供气单元、通气管路单元、橡胶球、电磁阀及阀门组成，所述供气单元包括抽气装置、供气端净化设备和气压精密探测控制仪，所述气压精密探测控制仪安装在培养管道的两端，所述抽气装置采用主动空气压滤净化设备精确供气，所述抽气装置用于保持培养管道内外气压差不超过±50Pa，所述抽气装置和供气端净化设备安装在培养管道的两端；供水系统，所述供水系统包括供水单元、通水管路单元、流量控制单元及阀门单元组成，所述通水管路单元包括输送管路，所述流量控制单元包括流量计，所述阀门单元由多组放水阀门组成，所述培养管道在转弯处设置转换连接头，且转换连接头上安装有放水阀门，所述放水阀门与通水管路连通，且通水管路的尾端连接在供水装置上，所述流量计安装在通水管路上；
清理系统，所述清理系统包括管壁垃圾检测单元、清理单元和过滤单元，所述清理单元为可移动的橡胶球，所述橡胶球设置在培养管道内，且橡胶球的直径与培养管道内壁直径相同，所述橡胶球的表面与培养管道内壁接触，所述管壁垃圾检测单元采用管壁检测器，且管壁检测器安装在培养管道上，所述过滤单元为分液过滤器；
供料系统，所述供料系统包括供料单元、供料时间判断单元和助长单元，所述供料单元用于为培养管道内提供培养液，且供料单元与培养管道连接，所述供料时间判断单元用于定时进行供料，且供料时间判断单元与供料单元电性连接，所述助长单元包括臭氧发生器和二氧化碳气源，所述臭氧发生器用于对培养液进行臭氧灭菌，所述二氧化碳气源用于稀释驱赶培养液中的残留臭氧和增加培养液中的二氧化碳浓度；
净化过滤系统，包括空气过滤，培养液过滤，以及杂质分离过滤，空气过滤采用空气净化器，水质过滤采用砂滤棒过滤，杂质分离过滤采用分液漏斗；
还包括控制单元和移动式净化真空减压过滤采收车，所述控制单元与供料系统、清理系统、供水系统和通气循环系统连接，所述移动式净化真空减压过滤采收车用于对各个培养管道微生物的采收。

[0005] 优选的，所述培养管道的一端设有抽气端口，以及培养管道的另一端设有进气端口，且抽气端口和进气端口均设置在培养管道的直管路上，所述培养管道的首尾相互连通形成闭环，实现气压差的变化。

[0006] 优选的，所述抽气装置与培养管道的抽气端口连通，所述供气端净化设备与培养管道的进气端口连通，便于实现气压方向的变换。

[0007] 优选的，所述供水装置可采用水箱，便于进行供水。

[0008] 优选的，分液过滤器包括过滤漏斗和电磁阀门，所述过滤漏斗安装在培养管道的进气端口处，所述电磁阀门安装在过滤漏斗的出水口处，便于杂质和其它沉淀物的自动分离。

[0009] 优选的，所述臭氧发生器和二氧化碳气源安装在供气端净化设备上，且臭氧发生器和二氧化碳气源之间通过气体管道连接，在培养前利用臭氧发生器对培养液灭菌然后在培养过程中补充二氧化碳气源帮助微生物生长，同时稀释或驱赶剩余臭氧。

[0010] 优选的，每次添加培养液之后且在接种之前启动臭氧发生器，对培养液臭氧灭菌排气，且灭菌时间为30分钟，然后排气并将将二氧化碳气源导入培养液中，以便尽快驱尽培养液中的残留臭氧，为微生物的培养生长创造一个较合适的环境。

[0011] 优选的，所述橡胶球的运动，通过变换培养管道两端的气压差方向，可实现橡胶球往返的运动，橡胶球运动可实现液体整体循环流动，橡胶球与管壁来回摩擦从而可以将管壁清洗干净。

[0012] 优选的，所述培养管道由传统的矩形管道平面垂直排列改为将两长矩面各倾斜45-60°增加采光效率。

[0013] 本发明提供了一种光合微生物培养生产系统，具备以下有益效果：（1）本发明通过在培养管道两端安置气压精密探测控制仪，并在进气端口采用主动空气压滤净化设备，以便提供精确供气，同时抽气端口利用抽气装置进行抽气，以便保持培养管道内外气压差不超过±50Pa。

[0014] （2）本发明通过在培养管道中放置一个与培养管道直径大小相同的橡胶球，通过培养管道两端的气体压强差来推动橡胶球在培养管道内运行，进而推动培养液和微生物整体的循环流动，且橡胶球在培养管道中运行的过程会同时将附着在管壁的杂质或微生物带下来。

[0015] （3）本发明通过在培养管道中放置一个与培养管道直径略大一点的橡胶球，通过培养管道两端的气体压强差来推动橡胶球在培养管道内运行，变换压强差方向从而推动橡胶球在管道内来回运动，从而将管壁的附作物摩擦清洗下来。从而避免了传统的拆卸清洗方式，实现了管道的自动清洁，提高了清洗效率。

[0016] （4）本发明通过在供气端净化设备后安置臭氧发生器和二氧化碳气源，每次添加培养液之后，接种之前启动臭氧发生器，对培养液进行臭氧灭菌，然后向培养液导入二氧化碳进一步稀释驱赶培养液中的残留臭氧，同时增加培养液中的二氧化碳浓度，有利于光合微生物的生长。

[0017] （5）本发明通过在直管的进气端口下端安装分液过滤器，利用重力作用将杂质和其它沉淀物自动分离。

[0018] （6）本发明通过在改变传统的矩形管道平面垂直排列结构，将矩形管道改为将两长矩面各倾斜45-60°的结构，使得上下叠放的管道可以充分增加采光效率，同时增强了系统的稳定性。

[0019] （7）本发明通过配备移动式净化减压过滤采收车，可实现各个管道微生物的便捷采收，显著提高了工作效率。

[0020] 本发明填补了当前的这两种代表性的培养设备系统的缺陷，且将培养、过滤、清洗、灭菌融为一体，大大增强了设备的安全使用寿命，显著降低了工作量，显著提高了培养工作效率，并且显著提高了产品品质。附图说明

[0021] 图1为本发明的系统结构示意图；图2为本发明的培养管道结构示意图；
图3为本发明的橡胶球结构示意图；
图4为本发明的分液过滤器结构示意图。

[0022] 图中：1、抽气装置；2、抽气端口；3、放水阀门；4、转换连接头；5、培养管道；6、臭氧发生器；7、二氧化碳气源；8、气体管道；9、供气端净化设备；10、分液过滤器；11、进气端口；12、过滤漏斗；13、电磁阀门；14、橡胶球。

具体实施方式

[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0024] 如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：一种光合微生物培养生产系统，包括通气循环系统，所述通气循环系统包括供气单元、通气管路单元、橡胶球14及阀门组成，所述供气单元包括抽气装置1、供气端净化设备9和气压精密探测控制仪，所述气压精密探测控制仪安装在培养管道5的两端，所述抽气装置1采用主动空气压滤净化设备精确供气，所述抽气装置1用于保持培养管道5内外气压差不超过±50Pa，所述抽气装置1和供气端净化设备9安装在培养管道5的两端；供水系统，所述供水系统包括供水单元、通水管路单元、流量控制单元及阀门单元组成，所述通水管路单元包括输送管路，所述流量控制单元包括流量计，所述阀门单元由多组放水阀门3组成，所述培养管道5在转弯处设置转换连接头4，且转换连接头4上安装有放水阀门3，所述放水阀门3与通水管路连通，且通水管路的尾端连接在供水装置上，所述流量计安装在通水管路上；
清理系统，所述清理系统包括管壁垃圾检测单元、清理单元和过滤单元，所述清理单元为可移动的橡胶球14，所述橡胶球14设置在培养管道5内，且橡胶球14的直径与培养管道5内壁直径相同，所述橡胶球14的表面与培养管道5内壁接触，所述管壁垃圾检测单元采用管壁检测器，且管壁检测器安装在培养管道5上，所述过滤单元为分液过滤器10；
供料系统，所述供料系统包括供料单元、供料时间判断单元和助长单元，所述供料单元用于为培养管道5内提供培养液，且供料单元与培养管道5连接，所述供料时间判断单元用于定时进行供料，且供料时间判断单元与供料单元电性连接，所述助长单元包括臭氧发生器6和二氧化碳气源7，所述臭氧发生器6用于对培养液进行臭氧灭菌，所述二氧化碳气源7用于稀释驱赶培养液中的残留臭氧和增加培养液中的二氧化碳浓度；
还包括控制单元和移动式净化真空减压过滤采收车，所述控制单元与供料系统、清理系统、供水系统和通气循环系统连接，所述移动式净化真空减压过滤采收车用于对各个培养管道5微生物的采收。

[0025] 优选的，所述培养管道5的一端设有抽气端口2，以及培养管道5的另一端设有进气端口11，且抽气端口2和进气端口11均设置在培养管道5的直管路上，所述培养管道5的首尾相互连通形成闭环，进气端口11和抽气端口2实现气压差的变化。

[0026] 优选的，所述抽气装置1与培养管道5的抽气端口2连通，所述供气端净化设备9与培养管道5的进气端口11连通，将抽气装置1和供气端净化设备9安装在培养管道5的两端，便于实现气压方向的变换。

[0027] 优选的，所述供水装置可采用水箱，利用水箱进行供水。

[0028] 优选的，分液过滤器10包括过滤漏斗12和电磁阀门13，所述过滤漏斗12安装在培养管道5的进气端口11处，所述电磁阀门13安装在过滤漏斗12的出水口处，利用分液过滤器10将杂质和其它沉淀物自动分离。

[0029] 优选的，所述臭氧发生器6和二氧化碳气源7安装在供气端净化设备9上，且臭氧发生器6和二氧化碳气源7之间通过气体管道8连接，利用臭氧发生器6和二氧化碳气源7帮助微生物生长。

[0030] 优选的，每次添加培养液之后且在接种之前启动臭氧发生器6，对培养液臭氧灭菌排气，且灭菌时间为30分钟，然后排气，同时将二氧化碳气源7导入向培养液中，利用二氧化碳进一步稀释驱赶培养液中的残留臭氧，同时增加培养液中的二氧化碳浓度，有利于光合微生物的生长。

[0031] 优选的，所述橡胶球14的往返运动通过变换培养管道5两端的气压差方向，橡胶球14在气压方向的变化下进行往返运动，以便推动培养管道5中的液体的流动，橡胶球14的往返运动通过变换培养管道5两端的气压差方向，橡胶球14在气压方向的变化下进行往返运动，可以推动培养管道5中的液体的流动，并实现管道自清洁。

[0032] 优选的，所述培养管道5由传统的矩形管道平面垂直排列改为将两长矩面各倾斜45-60°，使得上下叠放的培养管道5均可以与太阳光线接触，增加光照面积，提高了采光效率，更加有利于微生物生长。

[0033] 优选的，培养液的整体循环流动是依靠橡胶球14的运动来实现。

[0034] 需要说明的是，一种光合微生物培养生产系统，在工作时，由于培养管道5的抽气端口2和进气端口11均安装气压精密探测控制仪，使用时，进气端口11的供气端净化设备9为其进行供气，当培养管道5内的气压与外界气压差超过±50Pa时，启动抽气端口2的抽气装置1进行抽气活动，使得培养管道5内外的气压差不超过±50Pa，当需要清洗时，通过供气端净化设备9和抽气装置1来变换培养管道5两端的气压差方向，从而使得橡胶球14在培养管道5内往返运动，其中橡胶球14在培养管道5中运动会推动整个微生物体和培养液的循环流动，同时，由于橡胶球14直径与培养管道5内径相同，橡胶球14在培养管道5中运行的过程会将附着在管壁的杂质或微生物擦下来，从而达到清理管壁的效果，在每次添加培养液之后和接种之前，启动臭氧发生器6，利用臭氧发生器6产生的臭氧对培养液灭菌30分钟，然后进行排气处理，再将二氧化碳气源7中的二氧化碳导入培养液中进一步稀释和驱赶培养液中的残留臭氧，同时增加培养液中的二氧化碳浓度，该步骤有利于光合微生物的生长，其中杂质和其它沉淀物由于重力的作用会出现下沉现象，下沉的杂质或沉淀物经过分液过滤器10可将其分离出来，本发明改变传统的矩形管道平面垂直排列结构，将矩形管道改为将两长矩面各倾斜45-60°的结构，使得上下叠放的管道可以充分与光照接触，增加采光效率，同时增强了系统的稳定性，培养成功后，可直接利用移动式净化减压过滤采收车进行采收。

[0035] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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