[發(fā)明專利]一種生物反應(yīng)釜及促進(jìn)雨生紅球藻增殖和催紅的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710221815.6
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107099458B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡明翰;約翰雷曼
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市德和生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36;C12M1/34;C12M1/04;C12M1/02;C12M1/00;C12N1/12;C12P23/00;C12R1/89
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種生物反應(yīng)釜及促進(jìn)雨生紅球藻增殖和催紅的方法，包括主體反應(yīng)釜，主體反應(yīng)釜上設(shè)置有PH感應(yīng)頭接口，PH感應(yīng)頭接口連接至PH控制器，PH控制器一端連接至工業(yè)二氧化碳瓶，另一端通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥連接至主體反應(yīng)釜，工業(yè)二氧化碳鋼瓶出口位置設(shè)置有過濾器；主體反應(yīng)釜內(nèi)部安裝有LED燈管，LED燈管連接至LED驅(qū)動(dòng)控制器，主體反應(yīng)釜內(nèi)側(cè)底壁上設(shè)置有氣爆石，氣爆石通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥連接至T級過濾器，T級過濾器連接至工業(yè)空壓機(jī)，LED燈管通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥連接至水冷機(jī)一端，水冷機(jī)的另一端連接回LED燈管。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)微藻養(yǎng)殖方式受天氣、光線、污染、環(huán)境溫度等不良影響問題，可以大幅提高微藻生長的速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及球藻生長培育技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種生物反應(yīng)釜及促進(jìn)雨生紅球藻增殖和催紅的方法。

背景技術(shù)

雨生紅球藻是一種單細(xì)胞綠藻，細(xì)胞呈橢圓形或卵形，大小從5微米到40-50微米左右，或有時(shí)甚至更大一些；有兩條鞭毛用于推動(dòng)細(xì)胞自由游動(dòng)；細(xì)胞壁和原生質(zhì)間具有空隙，其間充滿膠裝物質(zhì)，細(xì)胞壁和原生質(zhì)體間有細(xì)胞質(zhì)相連，營養(yǎng)繁殖為細(xì)胞分裂，形成2，4，8，16，32甚至更多個(gè)子細(xì)胞，無性生殖在環(huán)境受到脅迫時(shí)形成膠群體或厚壁孢子。處于生長增殖階段的雨生紅球藻呈綠色細(xì)胞；當(dāng)環(huán)境條件改變對其生長不利時(shí)，比如在缺氮，磷或在強(qiáng)光能射條件下，雨生紅球藻細(xì)胞的生長變得緩慢并失去運(yùn)動(dòng)鞭毛，形成膠群體或厚壁孢子，同時(shí)，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)蝦青素的大量累積，使雨生紅球藻的顏色迅速變成深紅色。影響雨生紅球藻的生理、生物量、產(chǎn)量和細(xì)胞內(nèi)蝦青素含量，主要涉及藻種的優(yōu)劣和良好的培育條件(如環(huán)境的凈化程度、溫度、溶解氧、藻液組成、光譜結(jié)構(gòu)、光能強(qiáng)度、光能面積和光能時(shí)間等)。通過定制光普以及基因工程及遺傳工程改造現(xiàn)有藻種獲得優(yōu)良菌株，提高藻種的體積、光飽和值、抗光抑制，以及抗逆、抗菌能力，可以獲得耐菌、增殖快和蝦青素累積能力強(qiáng)的藻種。我們研究表明，經(jīng)過優(yōu)化的LED垂直光能生物反應(yīng)釜及良好的培養(yǎng)條件，可以促使雨生紅球藻中蝦青素含量高達(dá)細(xì)胞干重的4.5-8％，而采用傳統(tǒng)太陽光或熒光管等培養(yǎng)生成蝦青素含量最高不足細(xì)胞干重的0.8％-3％。

目前，阻礙雨生紅球藻跑道式大規(guī)模生產(chǎn)主要因素是生物污染和雨生紅球藻培養(yǎng)過程種群密度低使單位面積產(chǎn)量低所導(dǎo)致成本過高。由管道式光生物反應(yīng)釜或小型系統(tǒng)組成的生物反應(yīng)釜進(jìn)行培養(yǎng)的雨生紅球藻，存在的缺陷是管道壁容易被藻細(xì)胞粘連導(dǎo)致培養(yǎng)期間透光性下降、溫度不穩(wěn)定及清洗困難，因此只適合實(shí)驗(yàn)室的小規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種生物反應(yīng)釜及促進(jìn)雨生紅球藻增殖和催紅的方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種生物反應(yīng)釜，包括主體反應(yīng)釜，主體反應(yīng)釜呈上下封閉的管狀形缸體，主體反應(yīng)釜采用支撐式主體底座，所述主體反應(yīng)釜的底部設(shè)置有排水裝置，主體反應(yīng)釜的頂部設(shè)置有一個(gè)可以打開的上蓋，主體反應(yīng)釜的外側(cè)壁上還設(shè)置有一個(gè)PH感應(yīng)頭接口，PH感應(yīng)頭接口連接至PH控制器，PH控制器一端連接至工業(yè)二氧化碳瓶，PH控制器的另一端通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥連接至主體反應(yīng)釜，工業(yè)二氧化碳鋼瓶出口位置設(shè)置有過濾器；所述主體反應(yīng)釜內(nèi)部安裝有多條可調(diào)光量子通量密度和可調(diào)波長的LED燈管，所述LED燈管連接至LED驅(qū)動(dòng)控制器，所述主體反應(yīng)釜內(nèi)側(cè)底壁上設(shè)置有氣爆石，所述氣爆石通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥連接至T級過濾器，T級過濾器連接至工業(yè)空壓機(jī)，所述LED燈管還連接至水處理設(shè)備；所述LED燈管通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥連接至水冷機(jī)一端，水冷機(jī)的另一端連接回LED燈管。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述主體反應(yīng)釜的橫截面直徑圓的直徑變化范圍為15-120cm，主體反應(yīng)釜的高度變化范圍在150-200cm，主體反應(yīng)釜的外側(cè)壁上還設(shè)置有三個(gè)水位窺鏡。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述主體反應(yīng)釜的外壁和上蓋選用不銹鋼材料或亞克力材料，厚度為0.8-3.0mm，上蓋上設(shè)置有通孔。