[發明專利]一種用于培養底棲微藻的光生物反應器及其培養方法

在審

• 申請號: 201410378671.1
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104152344A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 天津愛微生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/34;C12M1/04;C12N1/12
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 張東浩

技術領域

本發明涉及底棲微藻技術領域，特別是涉及一種用于培養底棲微藻的光生物反應器及其培養方法。

背景技術

底棲微藻種類繁多，其藻細胞內普遍含有豐富的生物活性物質、礦物質及微量元素，如維生素A、維生素C、維生素E、維生素B12、硫氨素、核黃素、吡多醇生物素、肌醇、葉酸、泛酸鈣和煙酸等，部分底棲微藻中高產DHA(二十二碳六烯酸)、EPA(二十碳五烯酸)等不飽和脂肪酸。隨著底棲微藻的研究進一步深入，其在現代食品、藥品以及高檔水產品培養中，越來越占有重要的地位。

底棲微藻在自然環境下，一般分布生長在水體底部，接受自然光照不足、光能利用率低，水體CO₂含量少，使得其光合作用的能力非常有限，因此其生長速度極其緩慢。底棲微藻早期應用于水產養殖的苗種培育階段，傳統的培養方法是利用開放的水泥池，其生產效率低、操作不便、人工成本高、培養過程中極易被雜藻與外源水生生物污染，這也成為底棲微藻單一藻種高密度培養所面臨的最大問題。由于早期人們對底棲微藻的商業價值認識不多，傳統的底棲微藻培養主要用于水產貝類養殖以及早期育苗育種，其推廣應用具有區域性和季節性特點的限制，因而產量較少。傳統技術中使用的培養設備也極為簡單，有塑料袋、水泥池、塑料水桶。底棲微藻在培養過程中經常積沉在水體底部，即使通過攪拌或是放入氣石，也只能使局部的底棲微藻懸浮，還會存在死角。傳統方式存在的一系列問題，限制了底棲微藻單一藻種高密度的工廠化生產。原料的缺少嚴重制約了豐富的底棲微藻資源在醫藥、食品等領域的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于培養底棲微藻的光生物反應器及其培養方法，可用于生產不同的底棲微藻，以實現工廠進行規?；剡B續生產，彌補現有技術的不足。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：一種用于培養底棲微藻的光生物反應器，其特征在于包括反應器和進出液管路；所述反應器包括至少一個中空結構的中間柱體，所述中間柱體的頂端螺栓連接有頂蓋，其底端密封有底蓋；所述頂蓋開有頂蓋排氣孔和支進液孔；所述進出液管路包括進液主路，所述進液主路連接有數量與所述中間柱體數量一致的進液支路，所述進液支路與所述頂蓋上的支進液孔連接，所述進液支路上設置有進液支路閥門；所述底蓋的圓心處設置有支出液孔，所述支出液孔連接有出液支路；所述出液支路連接有出液主路，所述出液主路連接至藻液收集罐；所述底蓋在所述支出液孔的周邊設置有多個進氣孔；所述進氣孔的下面連接有進氣管路；所述中間柱體的外側設置有LED燈管，所述LED燈管通過支架與所述中間柱體的外壁固定連接；所述LED燈管連接有LED功率可調開關；所述中間柱體的內部設置有pH檢測電極和溫度傳感器。

更進一步的，所述底蓋在所述進氣孔的上面設置有出氣彎管，所述出氣彎管與所述進氣管路連通。

優選的，所述出氣彎管由豎直部和彎曲部組成，豎直部和彎曲部形成的夾角為45°。

優選的，所述彎曲部在所述底蓋上的投影與所述豎直部與所述支出液孔的連接線形成的夾角為45°。

應用上述光生物反應器培養底棲微藻的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)蒸汽消毒

在光生物反應器運行前，需要進行高溫蒸汽消毒；首先關閉頂蓋排氣孔、出液支路閥門、進氣管路，打開進液支路閥門、出液支路閥門；高溫蒸汽由出液主路進入，再由進液主路排出；

(2)裝液

關閉出液支路閥門，打開頂蓋排氣孔并用脫脂棉封口，將二氧化碳和空氣的混合氣體過濾后由進氣管路通入中間柱體的內部；隨后將初級藻種液由進液主路流入，再分別通過進液支路將初級藻種液注入中間柱體；待初級藻種液進液完成后，用同樣的方法注入培養液；

(3)光照

當中間柱體裝液完畢后，檢查進液支路閥門是否完全關閉；打開LED功率可調開關，對中間柱體進行持續光照；通過pH檢測電極與溫度傳感器進行監測，保持培養過程中pH范圍在7.5～10.5之間，溫度控制在25～40℃之間；

(4)培養

培養時間為5～10天，當微藻個數達到2*10⁵個/毫升以上時，進行采收；采收過程中，保持進氣管路持續進氣，打開出液支路閥門，使中間柱體內的藻液通過出液主路進入藻液收集罐；

(5)連續性培養

當每個中間柱體的剩余藻液為20～30L時，關閉出液支路閥門，打開進液支路閥門，由進液主路分別通過進液支路注入培養液，再次進行步驟(2)和(3)，以實現連續性培養；連續性培養次數控制在3～5次，再次培養時，需要進行步驟(1)的蒸汽消毒操作。