[發明專利]一種基于pH反饋控制補加營養鹽培養微藻的方法及裝置

有效

• 申請號: 201210017246.0
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102559505B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 叢威;鮑亦璐;張東梅;溫樹梅;劉明;吳霞
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12M1/00;C12M1/36;C12M1/34;C12R1/89
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司11318
• 代理人: 楊小蓉,楊青

1.一種基于pH反饋控制補加營養鹽培養微藻的方法，該方法通過pH反饋補加CO₂，使培養體系的pH值維持在設定值，計量培養體系的CO₂補加量，并利用CO₂補加量與營養鹽消耗量之間的關系，控制營養鹽的補加；

其中，所述方法中通過公式(I)計算營養鹽流加液的添加量，

其中，α為營養鹽消耗量與CO₂補加量之間的換算系數，ΔCO₂為培養體系的CO₂補加量，

預先設定培養體系營養鹽補料間隔的CO₂補加量，當培養體系的CO₂補加量達到設定值時，采用公式(I)計算營養鹽流加液的添加量并實施添加；或者

預先設定培養體系營養鹽補料間隔時間，計量間隔時間內培養體系的CO₂補加量，根據間隔時間內的CO₂補加量采用公式(I)計算營養鹽流加液的添加量并實施添加；

其中，所述微藻為藍藻門的螺旋藻、綠藻門的小球藻、柵藻、雨生紅球藻、鹽藻、金藻門的金藻、硅藻門三角褐指藻或紅藻門的紫球藻；

所述的營養鹽流加液中的營養鹽包括氮源、磷源、鎂源、鉀源、鐵源和鈣源中的一種或者幾種。

2.根據權利要求1所述的基于pH反饋控制補加營養鹽培養微藻的方法，其特征在于，采用常規培養方法對微藻進行培養，測定微藻培養過程中培養體系的CO₂補加量和營養鹽消耗量的關系曲線得到營養鹽消耗量與CO₂補加量之間的換算系數α。

3.根據權利要求1所述的基于pH反饋控制補加營養鹽培養微藻的方法，其特征在于，所述預先設定培養體系營養鹽補料間隔的CO₂補加量為0.001-1mol/m²×培養面積m²或0.003-3mol/m³×培養體積m³，或

所述的預先設定的營養鹽補料間隔時間為0.1～24小時。

4.根據權利要求1所述的基于pH反饋控制補加營養鹽培養微藻的方法，其特征在于，所述微藻的生長培養基為Zarrouk培養基、BG-11培養基、f/2培養基、Provasoli培養基或BBM培養基。

5.根據權利要求4所述的基于pH反饋控制補加營養鹽培養微藻的方法，其特征在于，所述的氮源包括硝酸鹽、銨鹽和尿素中的一種或多種；

所述的磷源包括磷酸氫鹽和/或磷酸；鎂鹽包括硫酸鎂和/或氯化鎂；鉀鹽包括硫酸鉀和/或氯化鉀；鐵鹽包括硫酸亞鐵的EDTA絡合物；鈣鹽包括氯化鈣和/或硫酸鈣；

所述的營養鹽流加液中氮源的濃度為0.01～5mol/L，磷源的濃度為0.001～0.5mol/L，鎂、鉀、鐵、鈣鹽的濃度分別為0.0005～0.1mol/L。

6.一種實現權利要求1至5之一所述基于pH反饋控制補加營養鹽培養微藻的方法的裝置，所述裝置包括微藻培養器(5)、營養鹽流加液貯罐(6)和CO₂貯罐(7)，其特征在于，所述裝置還包括pH傳感器(1)、CO₂流量計量機構(2)、控制機構(3)和執行機構(4)，其中，

所述pH傳感器(1)和CO₂流量計量機構(2)均與控制機構(3)聯接，控制機構(3)的信號輸出口與執行機構(4)的信號輸入口聯接，所述CO₂貯罐(7)經CO₂流量計量機構(2)與微藻培養器(5)連通，所述營養鹽流加液貯罐(6)經執行機構(4)與微藻培養器(5)連通；

所述控制機構(3)通過pH傳感器(1)檢測培養體系的pH值，通過CO₂流量計量機構(2)控制CO₂的通斷或流量大小，并獲得培養體系的CO₂補加量，然后根據公式(I)計算營養鹽流加液的添加量，最后通過執行機構(4)實施添加；

其中，α為營養鹽消耗量與CO₂補加量之間的換算系數，ΔCO₂為培養體系的CO₂補加量。