[發(fā)明專利]一種微藻光發(fā)酵培養(yǎng)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110331200.5
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN112940923A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃建科;顧平;柴學(xué)森
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇長壽集團(tuán)南山飼料有限公司;南山飼料淮安有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/12;C12M1/04;C12M1/02;C12M1/00;C12R1/89
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本發(fā)明公開了微藻培養(yǎng)領(lǐng)域的一種微藻光發(fā)酵培養(yǎng)裝置,主要由帶邊框的透明袋、頂板結(jié)構(gòu)、參數(shù)檢測系統(tǒng)和卡箍組成，其中透明袋、上蓋板卡箍形成的密閉袋子經(jīng)滅菌處理實(shí)現(xiàn)無菌，然后接入藻種進(jìn)行培養(yǎng)，同時(shí)連接參數(shù)檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)pH,溫度和溶解氧的測定，待培養(yǎng)結(jié)束后，打開卡箍，取出藻液，然后徹底清洗各部件，通過輻射、電子束、環(huán)氧乙烷和紫外殺菌技術(shù)的一種或多種方式聯(lián)合使用對薄膜袋進(jìn)行滅菌，實(shí)現(xiàn)微藻的無菌培養(yǎng)，同時(shí)由于透明材料制成，外部光照可以照射到培養(yǎng)液中，提供光能，從而實(shí)現(xiàn)微藻的光發(fā)酵培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)微藻的高效培養(yǎng)，同時(shí)該裝置制造成本低廉、可循環(huán)使用，大大降低微藻培養(yǎng)的投資和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)微藻的低成本培養(yǎng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微藻培養(yǎng)領(lǐng)域，具體是一種微藻光發(fā)酵培養(yǎng)裝置。

背景技術(shù)

微藻是一種微小的藻類，富含蛋白質(zhì)、氨基酸、不飽和脂肪酸、維生素、多糖等多種營養(yǎng)和活性物質(zhì)，作為功能食品、營養(yǎng)強(qiáng)化劑、飼料添加劑、生物肥料、土壤改良劑而被廣泛應(yīng)用。同時(shí)，由于微藻能夠通過光合作用進(jìn)行生長，在這過程中可以吸收氮、磷、COD等水物質(zhì)并釋放氧氣，具有水質(zhì)凈化的功能，在水產(chǎn)上常常作用調(diào)水劑。此外，海洋微藻如硅藻等中含有豐富的不飽和脂肪酸EPA和DHA，常常用在水產(chǎn)育苗上作為生物餌料和動物性餌料的強(qiáng)化劑進(jìn)行應(yīng)用。

然后，由于常規(guī)的光自養(yǎng)培養(yǎng)時(shí)微藻的生長速率非常慢，導(dǎo)致生物量很低，使得生產(chǎn)成本極高，極大地限制了微藻的應(yīng)用，尤其是在水產(chǎn)和畜牧行業(yè)中的應(yīng)用。微藻除了光自養(yǎng)生長外，絕大部分微藻還可以在有機(jī)碳源和光照同時(shí)存在條件下進(jìn)行生長，稱為兼養(yǎng)生長或光發(fā)酵。與光自養(yǎng)相比，微藻的光發(fā)酵的生長速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過光自養(yǎng)生長，最高藻細(xì)胞濃度基本是微藻光自養(yǎng)的10倍之上。因此，微藻光發(fā)酵培養(yǎng)具有顯著的優(yōu)勢。然后由于微藻光發(fā)酵需要可滅菌的且透明的培養(yǎng)裝置，通常的可滅菌玻璃發(fā)酵罐存在放大困難、投資成本高等諸多不足，使得難以進(jìn)行低成本、規(guī)模化培養(yǎng)。當(dāng)前由于沒有合適的微藻光發(fā)酵培養(yǎng)裝置，極大地限制了具有明顯優(yōu)勢的微藻光發(fā)酵技術(shù)在微藻培養(yǎng)領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此，開發(fā)出一種適合于微藻光發(fā)酵技術(shù)的培養(yǎng)裝置，是實(shí)現(xiàn)微藻光發(fā)酵培養(yǎng)技術(shù)用于微藻低成本培養(yǎng)的核心。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種微藻光發(fā)酵培養(yǎng)裝置，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：

發(fā)明了一種用于微藻光發(fā)酵的培養(yǎng)裝置，主要由帶邊框的透明袋、頂板結(jié)構(gòu)、參數(shù)檢測系統(tǒng)和卡箍組成，其中透明袋、上蓋板卡箍形成的密閉袋子經(jīng)滅菌處理實(shí)現(xiàn)無菌，然后接入藻種進(jìn)行培養(yǎng)，同時(shí)連接參數(shù)檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)pH,溫度和溶解氧的測定，待培養(yǎng)結(jié)束后，打開卡箍，取出藻液，然后徹底清洗各部件，經(jīng)重新組裝滅菌后重新循環(huán)使用。

所述帶邊框的透明袋有薄膜袋和外周邊框組成。在邊框上有一個(gè)環(huán)形的內(nèi)凹槽，內(nèi)槽中嵌有硅膠條。

所述頂板結(jié)構(gòu)上帶有上蓋板、攪拌軸，攪拌槳，進(jìn)料管、進(jìn)氣管、料液循環(huán)管和減速機(jī)。進(jìn)料管、進(jìn)氣管、出氣管、料液循環(huán)管處均裝有魯爾閥門和快接接頭。

所述參數(shù)檢測系統(tǒng)含有玻璃瓶、溫度電極、pH電極、溶解氧電極，進(jìn)料支管，出料支管，電極線，控制器和蠕動泵組成。

所述透明袋的外周邊框和上蓋板的材料為透明有機(jī)玻璃，進(jìn)料管、進(jìn)氣管、出氣管、料液循環(huán)管的材料為硅膠，攪拌軸和攪拌槳的材料為四氟乙烯，卡箍的材料為鋁合金，薄膜袋由食品級尼龍、滌綸樹脂、聚碳酸酯、聚乙烯的一種或幾種復(fù)合透明材料制成。

帶邊框的透明袋和頂板通過上蓋板中的凸起與外周邊框上的內(nèi)凹槽互相契合進(jìn)行密封，然后再用卡箍進(jìn)行加強(qiáng)鞏固。然后通過環(huán)氧乙烷、核輻照、電子束和紫外殺菌技術(shù)的一種或多種聯(lián)合使用進(jìn)行滅菌。

參數(shù)檢測系統(tǒng)中的玻璃瓶，溫度電極、pH電極、溶解氧電極，進(jìn)料支管，出料支管在高壓滅菌鍋中進(jìn)行滅菌。然后，再與微藻培養(yǎng)袋通過連接管連接。在微藻培養(yǎng)過程中，開啟蠕動泵，使得藻液在薄膜袋和玻璃瓶之間循環(huán)，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)液的在線參數(shù)如溫度、pH和溶解氧的監(jiān)測。