[發明專利]一種微藻高密度連續培養的方法及其裝置

有效

• 申請號: 201410037315.3
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103756886A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 龔豪;羅志相;趙亮
• 申請（專利權）人: 武漢凱迪工程技術研究總院有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N1/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明屬于微藻生物技術領域，具體涉及一種微藻高密度連續培養的方法及其裝置。

背景技術

微藻不僅富含蛋白質、脂肪和碳水化合物這三大類人類所必需的物質，還含有各種氨基酸、維生素、抗生素、高不飽和脂肪酸以及其它多種生物活性物質，將是人類獲取食品、藥品、生化試劑、精細化工產品、燃料以及其它材料的一種重要途徑。隨著全球性資源短缺壓力的日益增加，微藻的開發利用將是解決人類食品資源與能源的重要途徑之一。

目前微藻的培養主要采用開放式，其構建簡單、成本低廉及操作簡便。但開放式光生物反應器仍存在諸多不足：(1)易受外界環境影響，難以保持較適宜的溫度與光照；(2)會受到灰塵、昆蟲及雜菌的污染，不易保持高質量的單藻培養；(3)光能及CO₂利用率不高，無法實現高密的單藻培養；這些因素都將導致細胞培養密度偏低，使得采收成本較高，而且能適應大池培養的微藻藻種必須是在極端環境下能快速生長的藻種，如螺旋藻、小球藻和鹽藻。對于種群競爭能力較弱的微藻，則只能采用封閉式光生物反應器培養。封閉式反應器培養條件穩定，可無菌操作，易進行高密度培養，已成為今后的發展方向。CN101353619A公開了一種藻類微生物光合反應系統，相比開放式培養設計出密閉的光合單元，可使藻液在密閉空間中生產，不直接暴露于空氣中；CN1721523A公開了一種微藻規模培養的管道光生物反應器，對光生物反應器的直接利用陽光光照部分，管道排列方式，給出概念性的設計；上述設計均提出了密閉管道方式的培養模式，并定義了其中的光合單元，明確了與開放培養的理念差別。但是，封閉式培養很難實現微藻高密度規模化連續生產。

綜上所述，現有技術中，微藻的規模化連續培養存在生產系統占地面積大、易受天氣影響、產率不高以及采收成本高的問題。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，目的在于提供一種微藻高密度連續培養的方法及其裝置，本發明通過調控微藻細胞的增值速率，?通過將補料裝置、培養裝置和采收裝置有效的整合，可以實現微藻的規模化連續生產，所述培養裝置占地面積小，培養獲得的微藻產品產率高。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種微藻高密度連續培養的裝置，包括：

光生物反應器循環單元，其包括光生物反應器、循環罐、循環泵和排氣裝置，所述光生

物反應器的頂端與所述循環罐側壁連接，所述光生物反應器的底端與所述循環泵出口連接，所述循環泵的進口與所述循環罐的底端連接，所述排氣裝置設置于所述循環罐的頂端；

????營養液補料單元，其包括營養液配液罐和營養輸送泵，所述營養液配液罐與所述營養輸送泵的進口連接，所述營養輸送泵的出口與所述循環罐連接；

通氣補碳單元，其包括通氣補碳通道，所述通氣補碳通道的出口與所述循環罐的底端連

接，所述通氣補碳通道的入口與補碳氣源連接，所述通氣補碳通道還與一鼓風機通過支路管道連接；

????及微藻采收單元，其包括收獲罐和收獲泵，所述收獲罐的頂端與所述光生物反應器的頂端連接，所述收獲罐的底端與所述收獲泵的進口連接，所述收獲泵的出口與外界連接。

上述方案中，還包括一軟水補給單元，其包括兩條軟水補給通路，一條軟水補給通路與

所述循環罐連接，另一條軟水補給通路與所述營養液配液罐連接。

上述方案中，所述所有連接均為管道連接，所述所有管道上均設置有控制閥。

上述方案中，所述控制閥為電磁閥。

上述方案中，所述循環罐上設置有用于監測循環罐內的溫度、pH和溶氧的監測探頭，

所述收獲罐上設置有用于監測液位的液位監測探頭。

上述方案中，所述營養輸送泵、循環泵、鼓風機、循環罐上的監測探頭和收

獲罐上的液位監測探頭是由控制單元統一控制。

上述方案中，所述光生物反應器為管道式光生物反應器或氣升式光生物反應器。

上述方案中，所述排氣裝置包括一排氣孔，所述排氣孔可用于排氣、取樣或接種。

上述方案中，所述循環泵為隔膜泵、離心泵或螺桿泵。

一種利用上述裝置進行微藻高密度連續培養的方法，包括如下步驟：

（1）????微藻接種：在營養液配液罐中配制好培養基，通過營養輸送泵將培養基輸送至循環罐內，通過循環罐上的排氣孔將微藻細胞接種至培養基中；