[發明專利]微藻立體培養裝置

有效

• 申請號: 201310428836.7
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103695290A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 孫鼎堃;孫予罕;非羅科;范衛堯;趙權宇;汪靚;胡剛;肖亞寧;鄭茂發;王東飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院;上海晉岳生物技術有限公司;山西潞安環保能源開發股份有限公司;埃克賽樂公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/02
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及生物領域，特別涉及一種微藻立體培養裝置。

背景技術

微藻是地球上的微小生物，它們在生態圈中發揮著及其重要的作用。微藻可以通過光合作用等形式儲存能量，形成有機質，再通過物理、化學、生物等方法轉化成可利用能源、化學品、飼料和肥料。微藻分布廣泛，能夠在沙漠和鹽堿地等極端環境生存，部分微藻還可以固氮。微藻種類繁多，其生長周期短、生長速度快并且生物量大。

微藻基生物產品開發已經引起世界各國廣泛關注，這些生物產品既可以是生物肥料，也可以是生物燃料。美國、歐洲和日本等國都設立了大型計劃研究微藻生物技術。美國2010年發布了《藻類生物燃料技術路線圖》。2011年底，歐盟匯集19個單位設立藻類生物能源計劃Energetic?Algae，開展藻類養殖及生物燃料產率等方面的研究。日本科學技術振興機構（JST）在2011年也啟動了減排二氧化碳先進技術研發項目。我國國家自然科學基金委員會、科學技術部、中國科學院以及國家海洋局等都對微藻固碳等進行了資助。

微藻的商業化開發前景廣闊，需要穩定的生物量來源，建立大規模培養裝置至關重要。目前已經開發了多種微藻培養光生物反應器（參見“微藻培養中光生物反應器的研究進展”，食品科學，2006，27（12），772-777）。按照培養體系的封閉性，可以分為開放式、封閉式和半封閉式光生物反應器。開放式光生物反應器主要是指跑道池培養系統（參見公開號為CN102304462A、CN102311924A和CN10198740A的中國專利申請），優點是培養規模大，投資少，成本低；缺點是受環境影響大，溫度和光照不穩定，易發生污染等。封閉式光生物反應器可以分為管道式（水平或盤管）、平板式（參見公開號為CN102864070A的中國專利申請）、柱狀氣升式、攪拌式和掛袋式（參見公開號為CN1718720A、CN102071133A和CN102220242A的中國專利申請）等。封閉式光生物反應器的特點是受環境影響小，光照和溫度可以做到可控；缺點是規模小，反應器結構復雜，成本高，比如，設計成夾套或套筒式進行控溫（參見公開號為CN201020129411.8、CN101985595A的中國專利申請）。一些新型的反應器設計采取封閉跑道池（CN101659922A的中國專利申請），或者結合跑道池和板式光生物反應器（參見公開號為CN102206570A的中國專利申請）。半封閉式結合了開放式和封閉式的優點，在跑道池外加溫室大棚等遮蓋物，成本相對較低，同時環境影響不大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種微藻立體培養裝置，它可以提高微藻養殖空間的利用率，降低微藻培養的成本，提高經濟性。

為解決上述技術問題，本發明的微藻立體培養裝置，主要包括有開放式微藻培養池和搭建在開放式微藻培養池上方的立體培養架。

所述立體培養架包括有一層以上的支撐板和多個支撐架；所述支撐板用于種植農作物；所述支撐架用于固定支撐板。所述支撐板上開有一個以上的孔。

所述開放式微藻培養池的中間設置有隔離板，用于確保藻液朝固定方向流動；所述隔離板上連接有攪拌槳，用于推動藻液流動。

較佳的，該微藻立體培養裝置還包括有兩組LED光源，一組固定在立體培養架下方、開放式微藻培養池上方，用于給立體培養架底部的微藻提供補充光照。另一組固定在每層支撐板下，用于給農作物提供補充光照。LED光源采用620～700nm的紅光或450～500nm的藍光或者上述波長的紅光和藍光的組合，光強可以在20～1000μmol·m^-2·s^-1之間，每天的光照時間可以為1～24小時。

較佳的，該微藻立體培養裝置還包括有微藻收集及水處理裝置，與開放式微藻培養池連接，用于收集開放式微藻培養池排出的水中的微藻及除去水中過量的氨氮和金屬離子，使水在微藻立體培養裝置內部循環使用。

本發明的微藻立體培養裝置，通過在微藻培養池上搭建農作物培養架，實現了微藻培養和農作物栽培的同步進行。與現有的微藻培養光生物反應器相比，本發明的微藻立體培養裝置具有以下優點和有益效果：

1．本發明是在半封閉條件下培養微藻的裝置，和封閉式微藻培養裝置相比，成本低，培養規模大；和開放式微藻培養裝置相比，環境條件可控，發生污染幾率低；

2．微藻的培養可以和蔬菜、花卉和水果等農作物的栽培同步進行，因此可以充分利用空間，并降低微藻培養成本；