一種規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種規(guī)模化培養(yǎng)微藻的方法，包括在培養(yǎng)微藻的條件下，在光生物反應(yīng)器中進(jìn)行微藻的培養(yǎng)，反應(yīng)器包括流道（1）和擾流件（2），擾流件（2）通過擾流截面（23）沿第一方向（Y）延伸而形成，擾流截面（23）包括順次連接成封閉形狀的第一邊（231）、第二邊（232）和第三邊（233），三邊沿第一方向（Y）延伸分別形成第一擾流面（21）、第二擾流面（22）和基面，第一邊（231）和第二邊（232）為直邊，基面貼合于流道（1）的內(nèi)表面設(shè)置，第一擾流面（21）和第二擾流面（22）相對(duì)于基面傾斜設(shè)置，第一方向（Y）與流道（1）的延伸方向（X）交叉。本發(fā)明方法能夠提高微藻的產(chǎn)量。
【專利說明】一種規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，微藻被認(rèn)為是生物能源的重要原料之一，是解決未來能源危機(jī)的長期策 略，成為研究的熱點(diǎn)。目前，微藻的規(guī)?；囵B(yǎng)是制約微藻生物能源產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的瓶頸，如 何實(shí)現(xiàn)微藻規(guī)?；?、高產(chǎn)量的培養(yǎng)是亟待解決的問題之一。
[0003] 傳光是影響微藻規(guī)?；囵B(yǎng)的主要因素，直接影響微藻的光合效率、生長狀態(tài) 和光能利用率。在微藻培養(yǎng)的研發(fā)過程中，可以利用微藻光合作用的特點(diǎn)提高光合效 率，如，當(dāng)藻細(xì)胞在光區(qū)和暗區(qū)之間的置換達(dá)到一定頻率時(shí)(通常高于1Hz)，就會(huì)發(fā)生"閃 光效應(yīng)，'（Janssen M, Slenders P, Tramper J, Mur L R, Wijffels R. Enzyme Microbial Technology, 2001，29:298-305),能提高微藻的光合效率。
[0004] 微藻培養(yǎng)一般在光生物反應(yīng)器中進(jìn)行，光生物反應(yīng)器可以分為開放式光生物反應(yīng) 器和封閉式光生物反應(yīng)器。
[0005] 開放式光生物反應(yīng)器，以跑道池為代表，優(yōu)點(diǎn)為建設(shè)成本低、能耗低、易維護(hù)；缺點(diǎn) 主要為微藻濃度比較低、受外界環(huán)境因素影響大、占地面積大、水分蒸發(fā)量大。跑道池光生 物反應(yīng)器，在實(shí)際應(yīng)用中藻液厚度一般為15_30cm，常以葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方式推動(dòng)藻液在池內(nèi)循 環(huán)、混合，防止藻細(xì)胞沉淀吸附并增加微藻與光的接觸概率。然而在實(shí)際應(yīng)用中，跑道池的 不足逐漸顯現(xiàn)出來，在接種初期，微藻濃度比較低，光可以到達(dá)較深的位置，微藻能獲得充 足的光照進(jìn)行光合作用，隨著微藻的生長，濃度越來越大，光衰減嚴(yán)重，雖然通過攪拌可以 使下層的藻細(xì)胞運(yùn)動(dòng)到上層，但遠(yuǎn)不能滿足微藻對(duì)光的需要，單位體積內(nèi)很難得到較高的 生物量。
[0006] 封閉式光生物反應(yīng)器，例如管式、板式、柱式等，優(yōu)點(diǎn)是可提高微藻培養(yǎng)的濃度、簡 化了后期加工、微藻各種生長因子可以控制、不易受污染、產(chǎn)品質(zhì)量好；不足是培養(yǎng)器本身 成本高、培養(yǎng)過程中能耗高。部分研究者認(rèn)為封閉式光生物反應(yīng)器是微藻規(guī)?；囵B(yǎng)的發(fā) 展方向，并開展了大量的研究，研發(fā)出了多種封閉式光生物反應(yīng)器，推動(dòng)了微藻生物能源的 發(fā)展。管式、柱式和板式光生物反應(yīng)器是典型的封閉式光生物反應(yīng)器，在此基礎(chǔ)上還研發(fā)了 很多新型光生物反應(yīng)器，雖然在一定程度克服了開放式光生物反應(yīng)器的不足，但微藻的光 合效率和光能利用率仍較低。
[0007] 因此，無論對(duì)于開放式光生物反應(yīng)器還是封閉式光生物反應(yīng)器，目前仍需以低成 本的方式進(jìn)一步提高微藻規(guī)?；囵B(yǎng)過程中微藻的產(chǎn)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是為了提高開放式和封閉式的光生物反應(yīng)器規(guī)模化培養(yǎng)微藻的產(chǎn) 量，提供一種規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法，所述方法包括在 培養(yǎng)微藻的條件下，在光生物反應(yīng)器中進(jìn)行微藻的培養(yǎng)，其中，所述反應(yīng)器包括允許含有微 藻的液體流動(dòng)的流道和擾流件，所述擾流件通過擾流截面沿第一方向延伸而形成，所述擾 流截面包括順次連接成封閉形狀的第一邊、第二邊和第三邊，所述第一邊、所述第二邊和所 述第三邊沿所述第一方向延伸分別形成第一擾流面、第二擾流面和基面，所述第一邊和所 述第二邊為直邊，所述基面貼合于所述流道的內(nèi)表面設(shè)置，所述第一擾流面和所述第二擾 流面相對(duì)于所述基面傾斜設(shè)置，所述第一方向與所述流道的延伸方向交叉。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一擾流面和所述第二擾流面朝向所述基面傾斜。
[0011] 優(yōu)選地，所述第一擾流面比所述第二擾流面更靠近所述流道的入口，所述第一邊 與所述第三邊的兩端點(diǎn)所形成的直邊的夾角為第一角度，所述第二邊與所述第三邊的兩端 點(diǎn)所形成的直邊的夾角為第二角度，所述第一角度小于等于所述第二角度。
[0012] 優(yōu)選地，所述第一角度為30-60度，所述第二角度為45-80度；更優(yōu)選地，所述含有 微藻的液體流動(dòng)的流速為〇. 5-2. 5m/s。
[0013] 本發(fā)明的規(guī)模化培養(yǎng)微藻的方法，能夠增加微藻沿垂直方向的運(yùn)動(dòng)，使微藻在光 區(qū)與暗區(qū)之間穿梭，從而提高微藻的光能利用率和光合效率，提高微藻的產(chǎn)量。
[0014] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的光生物反應(yīng)器的正視示意圖。
[0016] 圖2為如圖1所示的光生物反應(yīng)器的俯視示意圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明的光生物反應(yīng)器的五種實(shí)施方式的側(cè)視示意圖。
[0018] 圖4為本發(fā)明的光生物反應(yīng)器的擾流件的擾流截面的示意圖。
[0019] 附圖標(biāo)記說明
[0020] 1流道；2擾流件；21第一擾流面；22第二擾流面；23擾流截面；231第一邊；232 第二邊；233第三邊；Hl擾流件的高度；H2含有微藻的液體的液厚；Ll相鄰兩個(gè)繞流件之間 的沿流道的長度方向的間距；L2流道的長度；X流道的延伸方向；Y第一方向。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0022] 本發(fā)明提供了一種規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法，該方法包括在培養(yǎng)微藻的條件下，在 光生物反應(yīng)器中進(jìn)行微藻的培養(yǎng)，如圖1和圖2所示，該反應(yīng)器包括允許含有微藻的液體流 動(dòng)的流道1和擾流件2,擾流件2通過擾流截面23沿第一方向Y延伸而形成，擾流截面23 包括順次連接成封閉形狀的第一邊231、第二邊232和第三邊233,第一邊231、第二邊232 和第三邊233沿第一方向Y延伸分別形成第一擾流面21、第二擾流面22和基面，第一邊231 和第二邊232為直邊，基面貼合于流道1的內(nèi)表面設(shè)置，第一擾流面21和第二擾流面22相 對(duì)于基面傾斜設(shè)置，第一方向Y與流道1的延伸方向X交叉。
[0023] 本發(fā)明中，擾流件2通過擾流截面23沿第一方向Y延伸而形成，第一方向Y可以 是直線、曲線和折線中的一種或多種，但如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，擾流件2在延伸方向的任 一點(diǎn)上的截面都與該點(diǎn)的延伸方向垂直。
[0024] 由于擾流件2的基面貼合于流道1的內(nèi)表面設(shè)置，因此，第一方向Y可以根據(jù)流道 1的截面的形狀和擾流件2的延伸長度來確定，流道1的截面即是指流道1垂直于流道1的 延伸方向X的截面，當(dāng)該截面為矩形時(shí)，如果擾流件2只在流道1的底面延伸，則第一方向Y 為直線，如圖3中（a)所示，如果擾流件2既在流道1的底面延伸，又在流道1的側(cè)壁延伸， 則第一方向Y為折線，如圖3中（b)所示；當(dāng)該截面為弧線和直線構(gòu)成的形狀時(shí)，如圖3中 (c)所示，則第一方向Y為曲線，具體地說，為弧線；當(dāng)流道1的內(nèi)表面的截面為底邊為弧線 的矩形時(shí)，如圖3中（d)和（e)所示，如果擾流件2只在流道1的底面延伸，則第一方向?yàn)榍?線，具體地說，為弧線，如圖3中（d)所示，如果擾流件2既在流道1的底面延伸，又在流道1 的側(cè)壁延伸，則第一方向Y在底面為弧線，在側(cè)壁為直線，如圖3中（e)所示。此處為了清 楚地描述第一方向Y，僅列舉了幾種情況，但并沒有窮盡，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述描述應(yīng) 該能夠清楚地理解第一方向Y。
[0025] 本發(fā)明中，對(duì)于流道1的截面的形狀無特殊要求，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所能想 到的各種形狀，例如，可以為矩形、半圓形、圓形、底邊為弧線的矩形等。
[0026] 本發(fā)明中，第一擾流面21和第二擾流面22相對(duì)于基面傾斜設(shè)置，可以朝向基面傾 斜，也可以背向基面傾斜。朝向基面傾斜，即是指第一邊231和第二邊232分別與第三邊233 的兩端點(diǎn)形成的直邊的夾角小于90度。背向基面傾斜，即是指第一邊231或第二邊232分 別與第三邊233的兩端點(diǎn)形成的直邊的夾角大于90度。本發(fā)明中，第一擾流面21和第二 擾流面22優(yōu)選朝向基面傾斜。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，盡管第一擾流面21和第二擾流面22相對(duì)于基面傾斜設(shè)置，即可實(shí)現(xiàn) 本發(fā)明的目的，即提高微藻的產(chǎn)量，第一擾流面21和第二擾流面22優(yōu)選朝向基面傾斜，可 更加提高微藻的產(chǎn)量。但更優(yōu)選情況下，當(dāng)?shù)谝粩_流面21比第二擾流面22更靠近流道1 的入口時(shí)，第一邊231與第三邊233的兩端點(diǎn)所形成的直邊的夾角為第一角度，第二邊232 與第三邊233的兩端點(diǎn)所形成的直邊的夾角為第二角度，第一角度小于等于第二角度，可 進(jìn)一步提高微藻的產(chǎn)量；第一角度為30-60度，第二角度為45-80度，可更進(jìn)一步提高微藻 的產(chǎn)量；更進(jìn)一步優(yōu)選情況下，含有微藻的液體流動(dòng)的流速為〇. 5-2. 5m/s，可更加充分發(fā) 揮微藻的"閃光效應(yīng)"，更進(jìn)一步提高微藻的產(chǎn)量。
[0028] 本發(fā)明中，對(duì)于第一方向Y，只要與流道1的延伸方向X交叉即可，因此，第一方向 Y除了不能與流道1的延伸方向X平行外，可以與流道1的延伸方向X成任意角度，為了使 擾流面發(fā)揮更大的擾流作用，優(yōu)選情況下，第一方向Y與流道1的延伸方向X垂直。
[0029] 本發(fā)明中，擾流件2沿第一方向Y延伸的長度與流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延 伸的長度的比值優(yōu)選為1 更優(yōu)選為1 :1_5。在該優(yōu)選情況下，擾流件2能夠起到更加 充分的擾流效果，可進(jìn)一步提高微藻的光能利用率和光合效率，進(jìn)一步提高微藻的產(chǎn)量。
[0030] 對(duì)于流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度，可根據(jù)第一方向Y分為多種情況， 解釋如下：當(dāng)如圖3中（a)所示時(shí)，即第一方向Y為直線時(shí)，流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y 延伸的長度即是指流道1的底面沿第一方向Y延伸的長度，當(dāng)?shù)谝环较験與流道1的延伸 方向X垂直時(shí)，流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度即是指流道1的底面的寬度；當(dāng)如 圖3中（b)所示時(shí)，即第一方向Y為折線時(shí)，流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度即是 指流道1的底面沿第一方向Y延伸的長度加上流道1的側(cè)壁沿第一方向Y延伸的長度，當(dāng) 第一方向Y與流道1的延伸方向X垂直時(shí)，流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度即是 指流道1的底面的寬度加上流道1的兩個(gè)側(cè)壁的高度；當(dāng)如圖3中（c)和（d)所示時(shí)，即第 一方向Y為曲線時(shí)，流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度即是指流道1的底面沿第一 方向Y延伸的長度，當(dāng)?shù)谝环较験與流道1的延伸方向X垂直時(shí)，流道1的內(nèi)表面沿第一方 向Y延伸的長度即是指流道1的底面的弧長；當(dāng)如圖3中（e)所示時(shí)，即第一方向Y在底面 為弧線，在側(cè)壁為直線時(shí)，流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度即是指流道1的底面沿 第一方向Y延伸的長度加上流道1的側(cè)壁沿第一方向Y延伸的長度，當(dāng)?shù)谝环较験與流道1 的延伸方向X垂直時(shí)，流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度即是指流道1垂直于流道 1的延伸方向X的截面的底邊的弧長加上流道1的兩個(gè)側(cè)壁的高度。此處為了清楚地說明 流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度，僅列舉了幾種情況，但并沒有窮盡，本領(lǐng)域技術(shù) 人員根據(jù)上述描述應(yīng)該能夠清楚地理解流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度。
[0031] 圖3中（b)_ (d)示出了擾流件2沿第一方向Y延伸的長度與流道1的內(nèi)表面沿 第一方向Y延伸的長度的比值為1 :1的情況；圖3中（a)和（e)示出了擾流件2沿第一方 向Y延伸的長度與流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度的比值小于1的情況，即擾流 件2沿第一方向Y延伸的長度僅為流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度的一部分。
[0032] 本發(fā)明中，對(duì)于擾流件2的個(gè)數(shù)無特殊要求，為了起到更好的擾流效果，擾流件2 優(yōu)選為多個(gè)，即多于一個(gè)。多個(gè)擾流件2的形狀可以相同也可以不同。當(dāng)擾流件2為多個(gè) 時(shí)，相鄰兩個(gè)擾流件2之間的沿流道1的長度方向的間距Ll與流道1的長度L2的比值優(yōu) 選< 0. 5。相鄰兩個(gè)擾流件2之間的沿流道1的長度方向的間距Ll如圖1所示。在該優(yōu)選 情況下，可進(jìn)一步提高微藻的光能利用率和光合效率，進(jìn)一步提高微藻的產(chǎn)量。
[0033] 本發(fā)明中，擾流件2的高度Hl與含有微藻的液體的液厚H2的比值優(yōu)選為1 :2_20， 進(jìn)一步優(yōu)選為1 :5_15。在該優(yōu)選情況下，擾流件2能夠起到更充分的擾流效果。如前所述， 擾流件2的高度Hl即是指擾流件2的最高點(diǎn)到擾流件2的基面的垂直距離。擾流件2的 高度Hl與含有微藻的液體的液厚H2如圖1所示。
[0034] 本發(fā)明中，擾流件2的基面優(yōu)選貼合于流道1的不受光面設(shè)置。在該優(yōu)選情況下， 可進(jìn)一步提高微藻的光能利用率和光合效率，進(jìn)一步提高微藻的產(chǎn)量。這是由于不受光面 附近的微藻接受不到光照，擾流件2的基面貼合于流道1的不受光面設(shè)置，可使接受不到光 照的不受光面附近的微藻在擾流件2的擾流作用下運(yùn)動(dòng)到光照處，從而提高了流道1內(nèi)微 藻的光能利用率和光合效率，提高了微藻的產(chǎn)量。
[0035] 本發(fā)明中，含有微藻的液體的液厚H2無特殊要求，可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的液厚， 例如，含有微藻的液體的液厚H2可以為l-30cm。
[0036] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，微藻是在泵的作用下在流道中流動(dòng)的，因此，為了 降低泵的能耗，流道1的傾斜角優(yōu)選為0-3度。流道1的傾斜角指的是流道1相對(duì)于水平 面的傾斜角度。
[0037] 本發(fā)明提供的規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的光生物反應(yīng)器的流道1可以是一個(gè)也可以是多 個(gè)，可以根據(jù)實(shí)際培養(yǎng)微藻的量設(shè)定。
[0038] 本發(fā)明中，對(duì)于流道1的壁厚無特殊要求，可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的設(shè)置。對(duì)于流道 1和擾流件2的材質(zhì)也無特殊要求，可以為透明的玻璃、塑料和樹脂中的一種或多種，也可 以為不透明的不銹鋼、鋁合金和水泥中的一種或多種，擾流件2的材質(zhì)和流道1的材質(zhì)可以 相同也可以不同，為了制造方便，優(yōu)選擾流件2的材質(zhì)和流道1的材質(zhì)相同。
[0039] 本發(fā)明中，擾流件2可以為實(shí)心結(jié)構(gòu)也可以為中空結(jié)構(gòu)。
[0040] 本發(fā)明中，對(duì)于擾流件2在流道1的內(nèi)表面的設(shè)置方式也無特殊要求，可以采用本 領(lǐng)域技術(shù)人員所能想到的各種方式，例如，可以將擾流件2與流道1制造成一個(gè)整體，也可 以將擾流件2粘附于或組裝于流道1上。
[0041] 本發(fā)明的規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的光生物反應(yīng)器可以是開放式光生物反應(yīng)器，如圖3中 (c)所示；也可以是封閉式光生物反應(yīng)器，如圖3中（a)、（b)、（d)和（e)所示。
[0042] 本發(fā)明方法是通過在光生物反應(yīng)器中設(shè)置擾流件，通過擾流件和流速的配合來提 高微藻的產(chǎn)量，因此，對(duì)于培養(yǎng)微藻的條件無特殊要求，可以采用本領(lǐng)域常用的條件，例如， 培養(yǎng)微藻的條件可以包括：溫度為15_40°C，優(yōu)選為25-35°C ;光強(qiáng)為2000-30000勒克斯， 優(yōu)選為5000-20000勒克斯；通入空氣與二氧化碳的混合氣體；控制含有微藻的培養(yǎng)液的pH 值為6-9。
[0043] 本發(fā)明中，對(duì)于微藻的種類沒有特別的限制，優(yōu)選為產(chǎn)油微藻，更優(yōu)選為具有較大 的產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值的產(chǎn)油工程微藻，例如，微藻可以選自小球藻、柵藻、螺旋藻、金藻和三角褐 指藻中的至少一種。
[0044] 實(shí)施例
[0045] 以下的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0046] 在以下實(shí)施例和對(duì)比例中：
[0047] 小球藻購自中國科學(xué)院水生生物研究所，培養(yǎng)液為BG11。
[0048] 在光生物反應(yīng)器中培養(yǎng)微藻，均采用如下條件：接種前，先用次氯酸鈉對(duì)光生物反 應(yīng)器進(jìn)行消毒，然后用無菌水清洗，間隔12小時(shí)后接種。培養(yǎng)液為BG11，以小球藻的干重 計(jì)，小球藻接種時(shí)的濃度為0. 13mg/l，控制藻液溫度為25°C，通入空氣與二氧化碳的混合 氣體，控制含有微藻的培養(yǎng)液的pH值為6-9,光強(qiáng)為12000勒克斯。培養(yǎng)期間定期向培養(yǎng)液 中補(bǔ)充營養(yǎng)鹽，并補(bǔ)加少量的水使培養(yǎng)藻液體積保持恒定。各實(shí)施例和對(duì)比例培養(yǎng)小球藻 的條件完全相同。
[0049] 實(shí)施例1
[0050] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的規(guī)模化培養(yǎng)微藻的方法。
[0051] 在自然光照下培養(yǎng)小球藻。光生物反應(yīng)器由上下兩個(gè)流道1、儲(chǔ)液箱和循環(huán)泵組 成，流道1均為有效光照面區(qū)域，每個(gè)流道1長150cm，寬10cm，液厚5cm，無傾斜角，流道1 底面為不受光面，在每個(gè)流道1的不受光面上設(shè)置有10個(gè)擾流件2,擾流件2通過擾流截面 23沿第一方向Y延伸而形成，擾流截面23為三角形，包括第一邊231、第二邊232和第三邊 233,第一邊231、第二邊232和第三邊233沿第一方向Y延伸分別形成第一擾流面21、第二 擾流面22和基面，基面貼合于流道1的內(nèi)表面設(shè)置，第一擾流面21比第二擾流面22更靠 近流道1的入口，第一邊231與第三邊233的夾角為30度，第二邊232與第三邊233的夾 角為45度，第一方向Y與流道1的延伸方向X垂直，擾流件2沿第一方向Y延伸的長度與 流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度的比值為1 :1。相鄰兩個(gè)擾流件2之間的沿流道 1的長度方向的間距Ll與流道1的長度L2的比值為1 :10。擾流件2的高度Hl與含有小 球藻的液體的液厚H2的比值為1 :5。儲(chǔ)液箱內(nèi)的含有小球藻的液體在循環(huán)泵的作用下流 入上流道中，在初始速度的作用下流入下流道，流回儲(chǔ)液箱，循環(huán)培養(yǎng)，通過循環(huán)泵控制含 有小球藻的液體在流道中的流速為0. 5m/s。以小球藻的干重計(jì)，不同培養(yǎng)時(shí)間小球藻的濃 度如表1所示。
[0052] 實(shí)施例2
[0053] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的規(guī)模化培養(yǎng)微藻的方法。
[0054] 在自然光照下培養(yǎng)小球藻。光生物反應(yīng)器由上下兩個(gè)流道1、儲(chǔ)液箱和循環(huán)泵組 成，流道1均為有效光照面區(qū)域，每個(gè)流道1長150cm，寬10cm，液厚15cm，流道傾斜角為1 度，流道1底面為不受光面，在每個(gè)流道1的不受光面上設(shè)置有10個(gè)擾流件2,擾流件2通 過擾流截面23沿第一方向Y延伸而形成，擾流截面23為三角形，包括第一邊231、第二邊 232和第三邊233,第一邊231、第二邊232和第三邊233沿第一方向Y延伸分別形成第一擾 流面21、第二擾流面22和基面，基面貼合于流道1的內(nèi)表面設(shè)置，第一擾流面21比第二擾 流面22更靠近流道1的入口，第一邊231與第三邊233的夾角為45度，第二邊232與第三 邊233的夾角為75度，第一方向Y與流道1的延伸方向X垂直，擾流件2沿第一方向Y延 伸的長度與流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度的比值為1 :3。相鄰兩個(gè)擾流件2之 間的沿流道1的長度方向的間距Ll與流道1的長度L2的比值為1 :15。擾流件2的高度 Hl與含有小球藻的液體的液厚H2的比值為1 :10。儲(chǔ)液箱內(nèi)的含有小球藻的液體在循環(huán)泵 的作用下流入上流道中，在初始速度的作用下流入下流道，流回儲(chǔ)液箱，循環(huán)培養(yǎng)，通過循 環(huán)泵控制含有小球藻的液體在流道中的流速為1.5m/s。以小球藻的干重計(jì)，不同培養(yǎng)時(shí)間 小球藻的濃度如表1所示。
[0055] 實(shí)施例3
[0056] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法。
[0057] 在自然光照下培養(yǎng)小球藻。光生物反應(yīng)器由上下兩個(gè)流道1、儲(chǔ)液箱和循環(huán)泵組 成，流道1均為有效光照面區(qū)域，每個(gè)流道1長150cm，寬10cm，液厚30cm，流道傾斜角為3 度，流道1底面為不受光面，在每個(gè)流道1的不受光面上設(shè)置有10個(gè)擾流件2,擾流件2通 過擾流截面23沿第一方向Y延伸而形成，擾流截面23為三角形，包括第一邊231、第二邊 232和第三邊233,第一邊231、第二邊232和第三邊233沿第一方向Y延伸分別形成第一擾 流面21、第二擾流面22和基面，基面貼合于流道1的內(nèi)表面設(shè)置，第一擾流面21比第二擾 流面22更靠近流道1的入口，第一邊231與第三邊233的夾角為60度，第二邊232與第三 邊233的夾角為80度，第一方向Y與流道1的延伸方向X垂直，擾流件2沿第一方向Y延 伸的長度與流道1的內(nèi)表面沿第一方向Y延伸的長度的比值為1 :5。相鄰兩個(gè)擾流件2之 間的沿流道1的長度方向的間距Ll與流道1的長度L2的比值為1 :20。擾流件2的高度 Hl與含有小球藻的液體的液厚H2的比值為1 :15。儲(chǔ)液箱內(nèi)的含有小球藻的液體在循環(huán)泵 的作用下流入上流道中，在初始速度的作用下流入下流道，流回儲(chǔ)液箱，循環(huán)培養(yǎng)，通過循 環(huán)泵控制含有小球藻的液體在流道中的流速為2. 5m/s。以小球藻的干重計(jì)，不同培養(yǎng)時(shí)間 小球藻的濃度如表1所示。
[0058] 實(shí)施例4
[0059] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的規(guī)模化培養(yǎng)微藻的方法。
[0060] 按照實(shí)施例1的方法培養(yǎng)小球藻，不同的是，第一邊231與第三邊233的夾角為20 度，第二邊232與第三邊233的夾角為85度。以小球藻的干重計(jì)，不同培養(yǎng)時(shí)間小球藻的 濃度如表1所示。
[0061] 實(shí)施例5
[0062] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法。
[0063] 按照實(shí)施例1的方法培養(yǎng)小球藻，不同的是，第一邊231與第三邊233的夾角為80 度，第二邊232與第三邊233的夾角為30度。以小球藻的干重計(jì)，不同培養(yǎng)時(shí)間小球藻的 濃度如表1所示。
[0064] 實(shí)施例6
[0065] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法。
[0066] 按照實(shí)施例1的方法培養(yǎng)小球藻，不同的是，通過循環(huán)泵控制含有小球藻的液體 在流道中的流速為3m/s。以小球藻的干重計(jì)，不同培養(yǎng)時(shí)間小球藻的濃度如表1所示。
[0067] 實(shí)施例7
[0068] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法。
[0069] 按照實(shí)施例1的方法培養(yǎng)小球藻，不同的是，通過循環(huán)泵控制含有小球藻的液體 在流道中的流速為0. 2m/s。以小球藻的干重計(jì)，不同培養(yǎng)時(shí)間小球藻的濃度如表1所示。
[0070] 對(duì)比例1
[0071] 按照實(shí)施例1的方法培養(yǎng)小球藻，不同的是，擾流截面23為長方形，貼于不受光面 的邊與實(shí)施例1中的第三邊233等長，長方形的另一邊長與實(shí)施例1中三角形的高Hl相等。 以小球藻的干重計(jì)，不同培養(yǎng)時(shí)間小球藻的濃度如表1所示。
[0072] 對(duì)比例2
[0073] 按照實(shí)施例1的方法培養(yǎng)小球藻，不同的是，光生物反應(yīng)器中未添加擾流件。以小 球藻的干重計(jì)，不同培養(yǎng)時(shí)間小球藻的濃度如表1所示。
[0074] 表 1
[0075]

【權(quán)利要求】
1. 一種規(guī)?；囵B(yǎng)微藻的方法，所述方法包括在培養(yǎng)微藻的條件下，在光生物反應(yīng)器 中進(jìn)行微藻的培養(yǎng)，其特征在于，所述反應(yīng)器包括允許含有微藻的液體流動(dòng)的流道（1)和 擾流件（2 )，所述擾流件（2 )通過擾流截面（23 )沿第一方向（Y)延伸而形成，所述擾流截面 (23)包括順次連接成封閉形狀的第一邊（231)、第二邊（232)和第三邊（233)，所述第一邊 (231)、所述第二邊（232)和所述第三邊（233)沿所述第一方向（Y)延伸分別形成第一擾流 面（21)、第二擾流面（22)和基面，所述第一邊（231)和所述第二邊（232)為直邊，所述基面 貼合于所述流道（1)的內(nèi)表面設(shè)置，所述第一擾流面（21)和所述第二擾流面（22 )相對(duì)于所 述基面傾斜設(shè)置，所述第一方向（Y)與所述流道（1)的延伸方向（X)交叉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一擾流面（21)和所述第二擾流面（22)朝 向所述基面傾斜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一擾流面（21)比所述第二擾流面（22)更 靠近所述流道（1)的入口，所述第一邊（231)與所述第三邊（233)的兩端點(diǎn)所形成的直邊的 夾角為第一角度，所述第二邊（232)與所述第三邊（233)的兩端點(diǎn)所形成的直邊的夾角為 第二角度，所述第一角度小于等于所述第二角度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一角度為30-60度，所述第二角度為 45-80 度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述含有微藻的液體流動(dòng)的流速為0. 5-2. 5m/s。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一方向（Y)與所述流道（1) 的延伸方向（X)垂直。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述擾流件（2)沿所述第一方向 (Y)延伸的長度與所述流道（1)的內(nèi)表面沿所述第一方向（Y)延伸的長度的比值為1 :1-1〇。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述擾流件（2)為多個(gè)，相鄰兩個(gè) 所述擾流件（2)之間的沿所述流道（1)的長度方向的間距（L1)與所述流道（1)的長度（L2) 的比值彡0. 5。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述擾流件（2)的高度（H1)與所 述含有微藻的液體的液厚（H2)的比值為1 :2-20。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述基面貼合于所述流道（1)的 不受光面設(shè)置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述含有微藻的液體的液厚（H2) 為 l_30cm。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述流道（1)的傾斜角為0-3度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述微藻選自小球藻、柵藻、螺旋 藻、金藻和三角褐指藻中的至少一種。
【文檔編號(hào)】C12N1/20GK104293673SQ201310305853
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】朱俊英, 榮峻峰, 宗保寧, 黃緒耕, 周旭華, 程琳 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院