專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種微藻培養(yǎng)方法及其光生物反應(yīng)器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及微藻養(yǎng)殖領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用新型光生物反應(yīng)器系統(tǒng)來(lái)培養(yǎng)微藻的方法以及所述方法中使用的新型光生物反應(yīng)器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在當(dāng)前資源和環(huán)境面臨雙重危機(jī)的情況下，找到一種高效的可再生資源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)C02減排就變得尤為重要。微藻是光合效率最高的原始植物之一，與農(nóng)作物相比，單位面積的產(chǎn)率可高出數(shù)十倍。且微藻富含大量蛋白質(zhì)、多糖、色素等活性物質(zhì)，可以廣泛應(yīng)用于飼料、食品、醫(yī)藥保健品、化妝品、可再生燃料等領(lǐng)域。進(jìn)入21世紀(jì)以后，石油價(jià)格快速飆升，對(duì)微藻的研究迅速成為一個(gè)熱點(diǎn)，微藻生物柴油技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在美國(guó)、澳洲、日本、西歐、印度和南非，無(wú)論是政府還是企業(yè)，都投入大量資金來(lái)進(jìn)行產(chǎn)油微藻的開(kāi)發(fā)。在微藻的規(guī)?；囵B(yǎng)中，傳統(tǒng)方法有人工控制光照、溫度、相對(duì)無(wú)菌條件等，但成本均較高。這些方法中采用較多的是控制光照?，F(xiàn)有的光照控制技術(shù)，有的采用添加內(nèi)置人工光源補(bǔ)光，但要求使用防水材料，成本較高；有的采用外置的單排或雙排光照，但是占地面積大，且光照利用率偏低。這些限制因素大大降低了生物柴油的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。微藻高效培養(yǎng)首先要有一個(gè)高效的光生物反應(yīng)器；其次，藻種要抗逆性較強(qiáng)、生長(zhǎng)速率高、總脂含量高。符合上述條件的微藻藻種，主要有小球藻、硅藻、柵藻等。一般采用兩步培養(yǎng)法第一步，在指數(shù)培養(yǎng)期保證最佳的生長(zhǎng)條件和營(yíng)養(yǎng)條件，讓其生物量快速累積；第二步，在指數(shù)末期和穩(wěn)定期前期開(kāi)始轉(zhuǎn)化培養(yǎng)條件，從而在體內(nèi)積累油脂或色素等物質(zhì)。與本發(fā)明最相近的實(shí)現(xiàn)方案為CN200410017249.X，該發(fā)明選用的是多級(jí)氣升式反應(yīng)器，在第一級(jí)反應(yīng)器中添加培養(yǎng)液，通過(guò)重力作用來(lái)轉(zhuǎn)移藻液，并添加了一個(gè)人工光源，創(chuàng)造較佳條件，可以生產(chǎn)大量的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的高活性的藻種。但該發(fā)明的技術(shù)方案沒(méi)有補(bǔ)光系統(tǒng)，因而很難保證一級(jí)反應(yīng)器中的微藻快速生長(zhǎng)，且反應(yīng)器較多，反應(yīng)器之間的液液輸送繁瑣，能耗較大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)微藻的規(guī)?；囵B(yǎng)中，高密度培養(yǎng)和產(chǎn)品的快速累積一直制約規(guī)?；囵B(yǎng)的問(wèn)題，提供了一種新型的微藻光生物反應(yīng)器系統(tǒng)及采用該反應(yīng)器系統(tǒng)的培養(yǎng)工藝。本發(fā)明為微藻的規(guī)?；囵B(yǎng)提供了新的工藝和裝置。—方面，本發(fā)明提供一種培養(yǎng)藻種的方法，所述方法包括下列步驟(a)在一級(jí)反應(yīng)器中將對(duì)數(shù)期的藻液進(jìn)行半連續(xù)培養(yǎng)；(b)將步驟(a)中收獲的藻液在二級(jí)反應(yīng)器中繼續(xù)進(jìn)行藻的對(duì)數(shù)期和穩(wěn)定期生長(zhǎng)；(c)對(duì)步驟(b)中得到的藻液進(jìn)行濃縮，然后在三級(jí)反應(yīng)器中補(bǔ)入缺氮的培養(yǎng)基中進(jìn)行氮脅迫。在一個(gè)實(shí)施方案中，一級(jí)反應(yīng)器為柱式反應(yīng)器，其中心位置為空心，空心處設(shè)置有人工光源。在一個(gè)實(shí)施方案中，二級(jí)反應(yīng)器為空心的柱式反應(yīng)器。在一個(gè)實(shí)施方案中，一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器呈同心圓分布，二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)徑大于一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)徑。在一個(gè)實(shí)施方案中，二級(jí)反應(yīng)器和一級(jí)反應(yīng)器的體積比為8-6:i。在一個(gè)實(shí)施方案中，三級(jí)反應(yīng)器為開(kāi)放式反應(yīng)器。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述三級(jí)反應(yīng)器為跑道形狀的反應(yīng)器。在一個(gè)實(shí)施方案中，在一級(jí)反應(yīng)器中進(jìn)行半連續(xù)培養(yǎng)，每天補(bǔ)入30-50%的新鮮培養(yǎng)液，并收集30_50%的藻液，其中30-50%的量通過(guò)一級(jí)反應(yīng)器中初始藻液和剩余藻液的高度差來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在一級(jí)反應(yīng)器的培養(yǎng)過(guò)程中，同時(shí)通入C02，調(diào)節(jié)pH值，并補(bǔ)充生長(zhǎng)所需的碳源。在一個(gè)實(shí)施方案中，藻液在二級(jí)反應(yīng)器中培養(yǎng)3-5天。在一個(gè)實(shí)施方案中，藻液從一級(jí)反應(yīng)器到二級(jí)反應(yīng)器的轉(zhuǎn)移是通過(guò)三通在重力的作用下進(jìn)行的。在一個(gè)實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移藻液的量是通過(guò)初始藻液和剩余藻液的高度差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述的藻為小球藻、硅藻或柵藻。在一個(gè)實(shí)施方案中，所用的藻為牟氏角毛藻或荒漠柵列藻。在一個(gè)實(shí)施方案中，其中所述人工光源在培養(yǎng)過(guò)程中連續(xù)打開(kāi)，或根據(jù)接種的藻株和藻液的濃度差異選擇部分或全部將人工光源關(guān)閉。在一個(gè)實(shí)施方案中，在一級(jí)反應(yīng)器的接種初期，將人工光源全部關(guān)閉，單純依靠自然光生長(zhǎng)；在接種的3-6小時(shí)后，部分打開(kāi)人工光源；在接種7-10小時(shí)后，全部打開(kāi)人工光源。另一方面，本發(fā)明提供一種光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，如圖1和圖3所顯示，所述光生物反應(yīng)器系統(tǒng)包括一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器，其中一級(jí)反應(yīng)器為柱式反應(yīng)器，其中心位置為空心，空心處設(shè)置有人工光源，二級(jí)反應(yīng)器也為空心的柱式反應(yīng)器，一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器呈同心圓分布，一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器通過(guò)三通連接，其中二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)徑大于一級(jí)反應(yīng)器外徑。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述光生物反應(yīng)器系統(tǒng)還包括獨(dú)立設(shè)置的三級(jí)反應(yīng)器。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述三級(jí)反應(yīng)器為開(kāi)放式反應(yīng)器。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述三級(jí)反應(yīng)器為跑道形狀的反應(yīng)器。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述一級(jí)反應(yīng)器的內(nèi)徑為50-70mm，外徑為內(nèi)徑+(10-20mm)，二級(jí)反應(yīng)器的內(nèi)徑為一級(jí)反應(yīng)器的外徑+10mm，外徑為二級(jí)反應(yīng)器的內(nèi)徑+(50-100咖)。在一個(gè)實(shí)施方案中，二級(jí)反應(yīng)器和一級(jí)反應(yīng)器的體積比為8-6:1。在一個(gè)實(shí)施方案中，人工光源、一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器之間的高度順序?yàn)槿斯す庠?gt;一級(jí)反應(yīng)器>二級(jí)反應(yīng)器，一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器的高度差異，可以避免光遮擋，最大限度地利用自然光和人工光源。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述一級(jí)反應(yīng)器的中心位置設(shè)置有人工光源，所述人工光源為多個(gè)排列為圓束狀的燈管。在一個(gè)實(shí)施方案中，其中所述人工光源可以根據(jù)微藻的細(xì)胞密度來(lái)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述人工光源在培養(yǎng)過(guò)程中連續(xù)打開(kāi)或根據(jù)接種的藻株和藻液的濃度差異選擇部分或全部將人工光源關(guān)閉。在一個(gè)實(shí)施方案中，在一級(jí)反應(yīng)器的接種初期，將人工光源全部關(guān)閉，單純依靠自然光生長(zhǎng)；在接種的3-6小時(shí)后，部分打開(kāi)人工光源；在接種7-10小時(shí)后，全部打開(kāi)人工光源，這樣能達(dá)到人工光源的最有效地利用，同時(shí)也節(jié)約成本。在一個(gè)實(shí)施方案中，其中一級(jí)反應(yīng)器采用易透光的玻璃材質(zhì)，這樣既可以清洗方便，又能夠充分地透光，讓二級(jí)反應(yīng)器也接受部分人工光源，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)。i亥反應(yīng)器的主要優(yōu)勢(shì)力:(1)—級(jí)反應(yīng)器的中空處添加一獨(dú)立的人工光源，該人工光源既能達(dá)到反應(yīng)器內(nèi)置光源的效果，防止中心處因光源衰減而造成光強(qiáng)不足，同時(shí)因?yàn)槭仟?dú)立放置，人工光源材料可選用一般材料，成本比使用防水材料的反應(yīng)器內(nèi)置光源低很多。(2)該人工光源可以根據(jù)藻細(xì)胞的濃度，調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。當(dāng)藻細(xì)胞濃度很低，在接種初期，可將人工光源全部或部分關(guān)閉。(3)—級(jí)反應(yīng)器中，實(shí)行半連續(xù)培養(yǎng)，從而保證微藻始終處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，生物量積累迅速。(4)—級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器的高度差異，可以使光線得到最大限度地利用。既可以使一級(jí)反應(yīng)器接受部分自然光，同時(shí)，一級(jí)反應(yīng)器的人工光源也可以透過(guò)反應(yīng)器而照射到二級(jí)反應(yīng)器中，從而促進(jìn)二級(jí)反應(yīng)器中的藻細(xì)胞生長(zhǎng)。(5)藻液從一級(jí)反應(yīng)器到二級(jí)反應(yīng)器的轉(zhuǎn)移是通過(guò)三通在重力的作用下進(jìn)行的，操作簡(jiǎn)單方便，節(jié)省能耗。具體而言，整個(gè)發(fā)明如圖4所示，在一級(jí)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)半連續(xù)培養(yǎng)，每天補(bǔ)入30-50%的新鮮培養(yǎng)液，并收集30-50%的藻液，其中30-50%的量是通過(guò)一級(jí)反應(yīng)器中初始藻液和剩余藻液的高度差來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣可以保證微藻一直處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，生長(zhǎng)速度在l-3倍/天。另外，在培養(yǎng)過(guò)程中，由于細(xì)胞生長(zhǎng)較迅速，從而使pH值上升很快，在此同時(shí)通入(A，調(diào)節(jié)pH值，以保持最佳生長(zhǎng)pH環(huán)境，并補(bǔ)充生長(zhǎng)所需的碳源。將收獲的藻液加入到二級(jí)反應(yīng)器中，以實(shí)現(xiàn)藻的對(duì)數(shù)期和穩(wěn)定期的生長(zhǎng)，培養(yǎng)3-5天，對(duì)藻液進(jìn)行濃縮，然后補(bǔ)入缺氮的培養(yǎng)液，將其放入三級(jí)反應(yīng)器中，三級(jí)反應(yīng)器可選擇板式或跑道池等開(kāi)放式反應(yīng)器，本發(fā)明選用的是敞開(kāi)式的跑道池反應(yīng)器，這樣受光面積大，可以最大限度地利用自然光，促進(jìn)油脂的快速累積。本發(fā)B月與現(xiàn),有技術(shù)相比的優(yōu)勢(shì)1.本發(fā)明在三步法培養(yǎng)微藻的不同階段采用不同的光生物反應(yīng)器，每一階段反應(yīng)器的設(shè)計(jì)都合理地考慮到了該階段的微藻最佳培養(yǎng)條件，以實(shí)現(xiàn)高密度培養(yǎng)和產(chǎn)品快速積累。2.本發(fā)明采用三步培養(yǎng)法，細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)品累積相結(jié)合。充分利用微藻在對(duì)數(shù)時(shí)期生長(zhǎng)較快的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)間歇式地補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)液，創(chuàng)造連續(xù)的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，可以快速有效實(shí)現(xiàn)生物量的積累。再次，在對(duì)數(shù)末期輔以氮脅迫，來(lái)保證產(chǎn)物地快速轉(zhuǎn)化，減少了污染幾率，且完全依靠自然光照等，經(jīng)濟(jì)可行。3.本發(fā)明采用一種新型的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)藻種培育和微藻擴(kuò)養(yǎng)相結(jié)合，操作簡(jiǎn)單。4.本發(fā)明，將補(bǔ)光系統(tǒng)圓束狀排列，與反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相似，可以最大限度地利用人工光源，且與普通的內(nèi)置人工光源效果相近，但無(wú)需防水材料，大大地降低成本。5.在一級(jí)培養(yǎng)和二級(jí)培養(yǎng)之間，靠三通在重力作用下進(jìn)行藻液轉(zhuǎn)移，節(jié)約能耗，降低成本。6.選擇硅藻類(lèi)的牟氏角毛藻，其生長(zhǎng)快、溫度適用性廣、細(xì)胞內(nèi)油脂含量高，很適合用來(lái)制備液態(tài)燃料或油脂。7.本發(fā)明一級(jí)培養(yǎng)用半連續(xù)培養(yǎng)法，夜間補(bǔ)光，使細(xì)胞維持在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，藻種優(yōu)良。8.本發(fā)明通過(guò)濃縮藻液和重新補(bǔ)加缺氮培養(yǎng)液相結(jié)合，既可以在產(chǎn)品轉(zhuǎn)化期，保證細(xì)胞微生長(zhǎng)，同時(shí)又能消耗掉殘余的氮源，可以大大縮短轉(zhuǎn)化時(shí)間，同時(shí)也降低了污染幾率。圖1:為本發(fā)明的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)中的一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器1為放置人工光源區(qū)，2為一級(jí)反應(yīng)器區(qū)，3為二級(jí)反應(yīng)器區(qū)。圖2:為一級(jí)反應(yīng)器中所使用的人工光源分布圖。選的燈管為T(mén)8，長(zhǎng)度為120cm，功率為36瓦，是培養(yǎng)微藻的專(zhuān)用燈管。將其多個(gè)排列為圓束狀，可以使反應(yīng)器最大限度地利用該人工光源。圖3:為圖1的平視圖1為一級(jí)反應(yīng)器，2為二級(jí)反應(yīng)器，3為人工光源區(qū)，4為三通轉(zhuǎn)移區(qū)。從一級(jí)反應(yīng)器到二級(jí)反應(yīng)器，藻液的轉(zhuǎn)移，是通過(guò)三通在重力的作用下進(jìn)入到二級(jí)反應(yīng)器的，轉(zhuǎn)移體積是通過(guò)一級(jí)反應(yīng)器初始藻液和剩余藻液的高度差來(lái)調(diào)節(jié)的，具體情況見(jiàn)圖3，在一級(jí)反應(yīng)器中，首先將培養(yǎng)體系接種到高度A處，將培養(yǎng)藻液放出到刻度線B處時(shí)，即為30%的量，同理，將培養(yǎng)藻液放出到刻度線(:處時(shí)，即為50%。圖4:為用本發(fā)明的培養(yǎng)方法培養(yǎng)藻液的培養(yǎng)流程圖。圖5:為一級(jí)反應(yīng)器半連續(xù)培養(yǎng)與傳統(tǒng)培養(yǎng)的牟氏角毛藻的生長(zhǎng)曲線比對(duì)圖。圖6:用本發(fā)明方法培養(yǎng)與傳統(tǒng)培養(yǎng)法得到的牟氏角毛藻的總脂含量對(duì)照?qǐng)D。圖7:為一級(jí)反應(yīng)器半連續(xù)培養(yǎng)與傳統(tǒng)培養(yǎng)的荒漠柵列藻的生長(zhǎng)曲線比對(duì)圖。圖8:跑道形狀反應(yīng)器的俯視圖。跑道形狀反應(yīng)器通過(guò)攪拌轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)藻液流動(dòng)。實(shí)施例1三歩培養(yǎng)法和氮月辦迫.在牟氏角豐,藻鬼養(yǎng)中的應(yīng)用。本發(fā)明所用的培養(yǎng)液配方改良的f/2培養(yǎng)液配方<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>缺氮培養(yǎng)液配方NaH2P04.2H205.66mg/L，Na2HP045.15mg/L，F(xiàn)eCl3.6H203.162mg/L，Na2.EDTA3.419mg/L，海水晶為30mg/L。牟氏角毛藻(Chaetocerosmualleri)(FACHB-862)購(gòu)自武漢中科院水生所。將所述牟氏角毛藻接入到一級(jí)反應(yīng)器中，用改良的f/2培養(yǎng)液，接種對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的藻液(接種的比率為3:l)，初始OD，為0.512。在前3個(gè)小時(shí)，人工光源全部關(guān)閉，在4-7個(gè)小時(shí)，人工光源開(kāi)啟一半，剩余時(shí)間連續(xù)光照下培養(yǎng)，光照為本發(fā)明設(shè)計(jì)的燈束，連續(xù)光照，光強(qiáng)為126士10umol/(m2.s)，培養(yǎng)溫度為25±5°C。從一級(jí)反應(yīng)器的底部通過(guò)曝氣頭通入空氣和C02的混合氣體，通氣量為2.5L/min，C02的百分含量為5%，連續(xù)培養(yǎng)時(shí)間為11天。具體的生長(zhǎng)情況見(jiàn)圖5。在一級(jí)反應(yīng)器中，采用半連續(xù)培養(yǎng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)750nm下0D值，可以看出藻細(xì)胞的生物量可以每天倍增1-3倍，是傳統(tǒng)培養(yǎng)的2.133倍。藻細(xì)胞的濃度達(dá)到750nm吸光度為1.0_1.5時(shí)，將三通打開(kāi)，在重力的作用下，30-50%的藻液流入二級(jí)反應(yīng)器，然后在獨(dú)立的潛水泵的作用下，將同體積的改良的f/2培養(yǎng)液放進(jìn)一級(jí)反應(yīng)器中。如上所述，通過(guò)圖3中的4三通，在重力的作用下，將一級(jí)反應(yīng)器中的藻液，接種到二級(jí)反應(yīng)器中，二級(jí)反應(yīng)器的培養(yǎng)液依然為改良的f/2，光照為自然光和透過(guò)一級(jí)反應(yīng)器通過(guò)的人工光源，溫度、通氣量、(A含量同一級(jí)反應(yīng)。在二級(jí)反應(yīng)器培養(yǎng)4天后，通過(guò)過(guò)濾濃縮，培養(yǎng)液體積濃縮為原體積的50%，將得到的藻液全部放入跑道池反應(yīng)器(即三級(jí)反應(yīng)器)中，并加入原體積1/2的缺氮培養(yǎng)基，進(jìn)行氮脅迫，溫度為30士1(TC，光照為人工光源，并通過(guò)螺旋槳進(jìn)行攪拌，從而實(shí)現(xiàn)快速累積。在三級(jí)反應(yīng)器中，牟氏角毛藻培養(yǎng)了2天后，通過(guò)差重法測(cè)定總脂含量，氮脅迫組總脂含量為14.38%比對(duì)照組6.63%增加2.169倍，在三級(jí)反應(yīng)器中培養(yǎng)4天，氮脅迫組總脂含量達(dá)到29.84%。具體結(jié)果見(jiàn)圖6。差重法取一定體積的藻液，5000r/min離心5min，再用滅過(guò)菌的清水清洗3次，經(jīng)冷凍干燥后，用珠磨機(jī)破壁5min，采用氯仿甲醇提取法得出各微藻中總肪含量。計(jì)算公式為X=(M「M。)/M2X100%其中X:干藻粉中總脂的含量，％;Mi:玻璃瓶和總脂的質(zhì)量，g;M。玻璃瓶的質(zhì)量，g;M2:干藻粉的質(zhì)量，g實(shí)施例2H歩培養(yǎng)法和氮脅迫.在荒澄柵列藻鬼養(yǎng)中的應(yīng)用。荒漠柵列藻(Scenedesmusdeserticola)購(gòu)自暨南大學(xué)。將所述荒漠柵列藻接入到一級(jí)反應(yīng)器中，用BG11培養(yǎng)基，接種對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的藻液(接種的比率為5:l)，初始OD，為0.583。在連續(xù)光照下培養(yǎng)，光照為本發(fā)明設(shè)計(jì)的燈束，光強(qiáng)為126士10umol/(m2.s)，培養(yǎng)溫度為25±5°C。從一級(jí)反應(yīng)器的底部通過(guò)曝氣頭通入空氣和C02的混合氣體，通氣量為2.5L/min，C02的百分含量為5X，連續(xù)培養(yǎng)時(shí)間為10天。具體的生長(zhǎng)情況見(jiàn)圖7。在一級(jí)反應(yīng)器中，采用半連續(xù)培養(yǎng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)750nm下OD值，可以看出藻細(xì)胞的生物量可以每天倍增1-3倍，是傳統(tǒng)培養(yǎng)的1.754倍。藻細(xì)胞的濃度達(dá)到750nm吸光度為1.0_2.0時(shí)，將三通打開(kāi)，在重力的作用下，將50%的藻液流入二級(jí)反應(yīng)器，然后在獨(dú)立的潛水泵的作用下，將同體積的BG11培養(yǎng)液放進(jìn)一級(jí)反應(yīng)器中。如上所述，通過(guò)圖3中的4三通，在重力的作用下，將一級(jí)反應(yīng)器中的藻液，接種到二級(jí)反應(yīng)器中，二級(jí)反應(yīng)器的培養(yǎng)液依然為BG11，光照為自然光和透過(guò)一級(jí)反應(yīng)器的人工光源，溫度、通氣量、(A含量同一級(jí)反應(yīng)。在二級(jí)反應(yīng)器培養(yǎng)5天后，通過(guò)過(guò)濾濃縮(培養(yǎng)液體積濃縮為原體積的50%)，將得到的藻液全部放入跑道池反應(yīng)器(即三級(jí)反應(yīng)器)中，并加入原體積1/2的缺氮BG11培養(yǎng)基，進(jìn)行氮脅迫，溫度為30士1(TC，光照為自然光，并通過(guò)螺旋槳進(jìn)行攪拌，從而實(shí)現(xiàn)快速累積。在三級(jí)反應(yīng)器中，荒漠柵列藻培養(yǎng)了7天后，通過(guò)差重法測(cè)定總脂含量，氮脅迫組總脂含量為35.43%比對(duì)照組16.035%增加2.21倍。BG11培養(yǎng)基的配方如下表9<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求一種微藻培養(yǎng)方法，所述方法包括下列步驟(a)在一級(jí)反應(yīng)器中將對(duì)數(shù)期的藻液進(jìn)行半連續(xù)培養(yǎng)；(b)將步驟(a)中收獲的藻液在二級(jí)反應(yīng)器中繼續(xù)進(jìn)行藻的對(duì)數(shù)期和穩(wěn)定期生長(zhǎng)；(c)對(duì)步驟(b)中得到的藻液進(jìn)行濃縮，然后在三級(jí)反應(yīng)器中補(bǔ)入缺氮的培養(yǎng)基進(jìn)行氮脅迫。2.權(quán)利要求l的方法，其中所述一級(jí)反應(yīng)器為柱式反應(yīng)器，其中心位置為空心，空心處設(shè)置有人工光源。3.權(quán)利要求1的方法，其中所述二級(jí)反應(yīng)器為空心的柱式反應(yīng)器。4.權(quán)利要求2或3的方法，其中所述一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器呈同心圓分布，二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)徑大于一級(jí)反應(yīng)器外徑。5.權(quán)利要求4的方法，其中二級(jí)反應(yīng)器和一級(jí)反應(yīng)器的體積比為8-6:1。6.權(quán)利要求1的方法，其中所述三級(jí)反應(yīng)器為開(kāi)放式反應(yīng)器。7.權(quán)利要求6的方法，其中所述三級(jí)反應(yīng)器為跑道形狀。8.權(quán)利要求l的方法，在一級(jí)反應(yīng)器中進(jìn)行半連續(xù)培養(yǎng)，每天補(bǔ)入30-50%的新鮮培養(yǎng)液，并收集30-50%的藻液。9.權(quán)利要求8的方法，其中30-50%的量是通過(guò)一級(jí)反應(yīng)器中初始藻液和剩余藻液的高度差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。10.權(quán)利要求1或8的方法，其中在一級(jí)反應(yīng)器的培養(yǎng)過(guò)程中，同時(shí)通入C(^，調(diào)節(jié)pH值，并補(bǔ)充生長(zhǎng)所需的碳源。11.權(quán)利要求2的方法，其中將藻液在二級(jí)反應(yīng)器中培養(yǎng)3-5天。12.權(quán)利要求1或5的方法，其中藻液從一級(jí)反應(yīng)器到二級(jí)反應(yīng)器的轉(zhuǎn)移是通過(guò)三通在重力的作用下進(jìn)行的。13.權(quán)利要求2的方法，其中所述人工光源在培養(yǎng)過(guò)程中連續(xù)打開(kāi)，，或根據(jù)接種的藻株和藻液的濃度差異選擇部分或全部將人工光源關(guān)閉。14.權(quán)利要求1、2、3、5、6、7、8、9或11的方法，所述藻選自小球藻、硅藻或柵藻。15.權(quán)利要求14的方法，所述藻選自牟氏角毛藻或荒漠柵列藻。16.—種用于權(quán)利要求l-15任一項(xiàng)的方法的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，包括一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器，其特征在于一級(jí)反應(yīng)器為柱式反應(yīng)器，其中心位置為空心的，空心處設(shè)置有人工光源，二級(jí)反應(yīng)器為空心的柱式反應(yīng)器，一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器呈同心圓分布，一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器通過(guò)三通連接，其中二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)徑大于一級(jí)反應(yīng)器外徑。17.權(quán)利要求16的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，還包括獨(dú)立設(shè)置的三級(jí)反應(yīng)器。18.權(quán)利要求17的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其中所述三級(jí)反應(yīng)器為跑道形狀的三級(jí)反應(yīng)器。19.權(quán)利要求16-18任一項(xiàng)的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其中所述二級(jí)反應(yīng)器和所述一級(jí)反應(yīng)器的體積比為8-6:1。20.權(quán)利要求16-18任一項(xiàng)的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其中所述人工光源、一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器之間的高度順序?yàn)槿斯す庠?gt;一級(jí)反應(yīng)器>二級(jí)反應(yīng)器。21.權(quán)利要求16-18任一項(xiàng)的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，所述人工光源為多個(gè)排列為圓束狀的燈管。22.權(quán)利要求21的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其中所述人工光源根據(jù)微藻的細(xì)胞密度來(lái)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。一23.權(quán)利要求16-18任一項(xiàng)、或權(quán)利要求22的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其中一級(jí)反應(yīng)器采用易透光的玻璃材質(zhì)。全文摘要本發(fā)明提供一種培養(yǎng)微藻的新式的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，以及用所述光生物反應(yīng)器系統(tǒng)培養(yǎng)微藻的方法。本發(fā)明在培養(yǎng)微藻的不同階段采用不同的光生物反應(yīng)器，每一階段反應(yīng)器的設(shè)計(jì)都合理地考慮到了該階段的微藻最佳培養(yǎng)條件，以實(shí)現(xiàn)微藻的高密度培養(yǎng)和產(chǎn)品快速積累，從而為微藻的規(guī)?；B(yǎng)殖提供新的工藝和裝置。文檔編號(hào)C12N1/12GK101696389SQ200910207918公開(kāi)日2010年4月21日申請(qǐng)日期2009年10月29日優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日發(fā)明者劉敏勝,張蕊,李靜,韓春梅申請(qǐng)人:新奧科技發(fā)展有限公司;