一種可移動式全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法
【專利摘要】一種可移動式全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法，所述的培養(yǎng)系統(tǒng)主要包括一補光生物反應罐，罐體配置有由罐體內(nèi)的二氧化碳通氣管和罐體上開設的排氧口構(gòu)成的通氣系統(tǒng)，罐體內(nèi)設置有由多個均布的長波和短波LED燈和光照強度控制開關(guān)構(gòu)成的光照補充系統(tǒng)；罐體內(nèi)還安裝有加熱器和溫度計以及由攪拌槳和相連電機構(gòu)成的攪拌系統(tǒng)；所述的罐體上部設置有可以接入干冰的補液口，罐體的下部設置有藻液收集接口；它通過補充光源調(diào)節(jié)光照強度和波長、控制溫度、通入二氧化碳、添加優(yōu)化的營養(yǎng)鹽配方、攪拌藻液及調(diào)節(jié)監(jiān)控培養(yǎng)液PH值為微藻生長繁殖提供優(yōu)良條件，實現(xiàn)微藻快速培養(yǎng)；它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、培養(yǎng)效率高，成本低廉，清洗方便，同時又能提高微藻產(chǎn)量等特點。
【專利說明】一種可移動式全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法
[0001]—種可移動式全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種可移動式全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法,屬于微藻培養(yǎng)光生物反應【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景
[0003]微藻是一類古老的低等植物，廣泛分布于海洋、淡水湖泊等水域。目前，全球已知的微藻種類達兩萬多種。微藻細胞中含有多種高價值的營養(yǎng)成分和化工原料，細胞代謝可產(chǎn)生多糖、蛋白質(zhì)、色素等，在醫(yī)藥工業(yè)、食品保健品行業(yè)、動物飼料、化妝品行業(yè)等方面將有廣泛開發(fā)與應用前景。
[0004]光生物反應器是微藻產(chǎn)業(yè)化的核心，它是微藻特別是高附加值微藻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的保障。目前，微藻光生物反應器主要有管式、平板式、跑道池，它們有的結(jié)構(gòu)復雜、有的操作繁瑣、有的成本昂貴、有的清洗困難、有的容易發(fā)生故障，尤其是現(xiàn)有的微藻光生物反應器均不能在陰、雨天有效工作，或在夜間有效工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、培養(yǎng)效率高，成本低廉，清洗方便，同時又能提高微藻產(chǎn)量的全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，所述的全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng),它主要包括一補光生物反應罐,罐體配置有由罐體內(nèi)的二氧化碳通氣管和罐體上開設的排氧口構(gòu)成的通氣系統(tǒng)，罐體內(nèi)設置有由多個均布的長波和短波LED燈和光照強度控制開關(guān)構(gòu)成的光照補充系統(tǒng)；罐體內(nèi)還安裝有加熱器和溫度計以及由攪拌槳和相連電機構(gòu)成的攪拌系統(tǒng)；所述的罐體上部設置有可以接入干冰的補液口，罐體的下部設置有藻液收集接口。
[0007]所述罐體內(nèi)的上部設置有用于滅菌的紫外燈，下部安裝有Ph計，并與二氧化碳流量控制器組成一 Ph調(diào)節(jié)系統(tǒng)，另在罐體的底部安裝有用于罐體移動的移動底座和萬向輪；所述的罐體由圓柱形罐體和圓臺形上蓋組成，所述罐體的內(nèi)徑為0.3-lm，高度為
0.8-1.5m，上蓋下部直徑與反應罐主體相同，高度為0.1-0.3m。
[0008]所述罐體的底部、側(cè)壁及上蓋分別采用夾層結(jié)構(gòu)，并在夾層中安裝有所述長波和短波LED燈，或在所述罐體內(nèi)直接安裝有防水的長波和短波LED燈；所述長波的LED燈可發(fā)出波長為600-700nm光線，長波光源的光照強度在1000_10000Lx，所述短波的LED燈可發(fā)出波長為400-500nm的光線，短波光源的光照強度在1000_20000Lx。
[0009]一種利用如上所述可移動式全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)進行微藻補光生物反應培養(yǎng)方法，它是通過移動底座將補光生物反應器移動到指定位置，關(guān)閉藻液收集口，打開排氧口，打開紫外燈滅菌20min ;關(guān)閉紫外燈，將配制好的營養(yǎng)液通過補液口導入補光生物反應罐；將藻種通過補液口接入補光生物反應罐；打開長波光(640nm左右)LED燈，根據(jù)不同藻種所需的光強打開不同數(shù)量的LED燈；接通二氧化碳通氣管，通入二氧化碳；開啟電機攪拌藻液，開始培養(yǎng)；培養(yǎng)過程中，可根據(jù)實際情況通過補液口補充營養(yǎng)液，觀察溫度計顯示的溫度和PH計上的PH值，溫度較低時加熱棒通電加熱，溫度較高時可通過干冰接入口添加適量干冰以控制藻液溫度，PH較高時加大二氧化碳通入量，PH較低時減小二氧化碳通入量；培養(yǎng)完成后，打開藻液收集接口，收集藻液。
[0010]本發(fā)明所述的可移動式全天候微藻培養(yǎng)系統(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、培養(yǎng)效率高，成本低廉，清洗方便，同時又能提高微藻產(chǎn)量等特點。它通過補充光源調(diào)節(jié)光照強度和波長、控制溫度、通入二氧化碳、添加優(yōu)化的營養(yǎng)鹽配方、攪拌藻液及調(diào)節(jié)監(jiān)控培養(yǎng)液PH值為微藻生長繁殖提供優(yōu)良條件，實現(xiàn)微藻快速培養(yǎng)。利用本系統(tǒng)可實現(xiàn)微藻一年四季培養(yǎng)，即可避免自然條件下因高溫、低溫、陰雨天對微藻生長的不利影響，亦可在自然條件下，利用本系統(tǒng)延長微藻培養(yǎng)時間，縮短微藻培養(yǎng)周期，提高微藻產(chǎn)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明所述全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細的介紹:圖1所示，本發(fā)明所述的全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)，它主要包括一補光生物反應罐7，罐體配置有由罐體內(nèi)的二氧化碳通氣管I和罐體上開設的排氧口 4構(gòu)成的通氣系統(tǒng)，罐體內(nèi)設置有由多個均布的長波和短波LED燈6和光照強度控制開關(guān)構(gòu)成的光照補充系統(tǒng)；罐體內(nèi)還安裝有加熱器8和溫度計11以及由攪拌槳3和相連電機構(gòu)成的攪拌系統(tǒng)；所述的罐體上部設置有可以添加干冰、接入藻種的補液口 5，罐體的下部設置有藻液收集接口 10。
[0013]所述罐體內(nèi)的上部設置有用于滅菌的紫外燈2，下部安裝有Ph計9，并與二氧化碳流量控制器組成一 Ph調(diào)節(jié)系統(tǒng)，另在罐體的底部安裝有用于罐體移動的移動底座13和萬向輪12 ;所述的罐體由圓柱形罐體和圓臺形上蓋組成,所述罐體的內(nèi)徑為0.3-lm，高度為
0.8-1.5m，上蓋下部直徑與反應罐主體相同，高度為0.1-0.3m。
[0014]所述罐體的底部、側(cè)壁及上蓋分別采用夾層結(jié)構(gòu)，并在夾層中安裝有所述長波和短波LED燈，或在所述罐體內(nèi)直接安裝有防水的長波和短波LED燈；所述長波的LED燈可發(fā)出波長為600-700nm光線，長波光源的光照強度在1000_10000Lx，所述短波的LED燈可發(fā)出波長為400-500nm的光線，短波光源的光照強度在1000_20000Lx。
[0015]—種利用如上所述全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)進行微藻補光生物反應培養(yǎng)方法，它是通過移動底座13將補光生物反應器移動到指定位置，關(guān)閉藻液收集口 10，打開排氧口 4，打開紫外燈2滅菌20min ;關(guān)閉紫外燈，將配制好的營養(yǎng)液通過補液口 5導入補光生物反應罐7 ;將藻種通過補液口 5接入補光生物反應罐；打開長波光(640nm左右)LED燈6，根據(jù)不同藻種所需的光強打開不同數(shù)量的LED燈6 ;接通二氧化碳通氣管1，通入二氧化碳；開啟電機攪拌藻液，開始培養(yǎng)；培養(yǎng)過程中，可根據(jù)實際情況通過補液口 5補充營養(yǎng)液，觀察溫度計11顯示的溫度和PH計9上的PH值，溫度較低時加熱棒8通電加熱，溫度較高時可通過干冰接入口 5添加適量干冰以控制藻液溫度，PH較高時加大二氧化碳通入量，PH較低時減小二氧化碳通入量；培養(yǎng)完成后，打開藻液收集接口 10，收集藻液。
[0016]本發(fā)明可以解決微藻特別是高附加值微藻培養(yǎng)方面的問題，也能解決科學研究中，現(xiàn)場采集藻種現(xiàn)場培養(yǎng)的問題，可攜帶至科研地點使用。
[0017]實施例:本發(fā)明所述的一種可移動式全天候微藻補光生物反應器培養(yǎng)系統(tǒng)，它主要包括:
一補光生物反應罐，反應罐主體內(nèi)徑為0.3-lm，高度為0.8-1.5m，上蓋下部直徑與反應罐主體相同，高度為0.1-0.3m ；
一通氣系統(tǒng)，由二氧化碳進氣管道和排氧口組成，用于提供微藻生長繁殖所需的碳元素以及排除微藻光合作用產(chǎn)生的氧氣；
一光照補充系統(tǒng)，光生物反應罐的底部、側(cè)壁及上蓋附有夾層，用于安裝光源，也可除去夾層直接安裝防水光源，光源分兩種，一為可發(fā)出波長為640nm左右光線的,一為可發(fā)出波長為450nm左右的光線的，長波光源的光照強度在1000-10000Lx，短波光源的光照強度在1000-20000LX，采用何種波長的光源由微藻的培養(yǎng)階段決定；
一溫控系統(tǒng)，由加熱棒、干冰添加口和溫度計組成，加熱棒用于低溫時加熱用，可設定溫度，干冰用于夏季高溫時降溫；
一補液系統(tǒng)，由補液管道和補液接口組成，用于接入藻種和補充營養(yǎng)液。
[0018]一攪拌系統(tǒng)，由電機和攪拌槳組成，可設定轉(zhuǎn)速，用于攪拌藻液，混勻二氧化碳、營養(yǎng)鹽以及使微藻有均等的機會接觸到LED燈光；
一 PH調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由PH計和二氧化碳流量控制器組成，通過調(diào)節(jié)加入二氧化碳的量來控制微藻培養(yǎng)液的PH值；
一移動底座，由平板及安裝在其上的萬向輪組成，用于移動補光生物反應器。
[0019]所述補光生物反應罐的主體為圓柱，上蓋為圓臺；所述補光生物反應罐由PC、PVC、PE、有機玻璃、玻璃等透明材料制成；所述光照補充系統(tǒng)的光源為LED植物生長燈，溫控系統(tǒng)升溫由加熱棒控制，降溫用干冰。
[0020]以上結(jié)構(gòu)中補光生物反應罐的大小可根據(jù)實際需要定制；二氧化碳通氣量根據(jù)微藻培養(yǎng)所需調(diào)節(jié)大小；LED燈根據(jù)微藻培養(yǎng)過程所需的光色和光強安裝，一般指數(shù)生長期用長波光，指數(shù)生長后期用短波光。
[0021]所述補光生物反應器的具體工作過程是:經(jīng)移動底座13將補光生物反應器移動到指定位置，關(guān)閉藻液收集口 10，打開排氧口 4，打開紫外燈2滅菌20min ;關(guān)閉紫外燈，將配制好的營養(yǎng)液通過補液口 5導入補光生物反應罐7 ;將藻種通過補液口 5接入補光生物反應罐；打開長波光(640nm左右)LED燈6，根據(jù)不同藻種所需的光強打開不同數(shù)量的LED燈6 ;接通二氧化碳通氣管I，通入二氧化碳；開啟電機攪拌藻液，開始培養(yǎng)；培養(yǎng)過程中，可根據(jù)實際情況通過補液口 5補充營養(yǎng)液，觀察溫度計11顯示的溫度和PH計9上的PH值，溫度較低時加熱棒8通電加熱，溫度較高時可通過干冰接入口 5添加適量干冰以控制藻液溫度，PH較高時加大二氧化碳通入量，PH較低時減小二氧化碳通入量；培養(yǎng)完成后，打開藻液收集接口 10，收集藻液。
【權(quán)利要求】
1.一種可移動式全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于:它主要包括一補光生物反應罐，罐體配置有由罐體內(nèi)的二氧化碳通氣管和罐體上開設的排氧口構(gòu)成的通氣系統(tǒng)，罐體內(nèi)設置有由多個均布的長波和短波LED燈和光照強度控制開關(guān)構(gòu)成的光照補充系統(tǒng)；罐體內(nèi)還安裝有加熱器和溫度計以及由攪拌槳和相連電機構(gòu)成的攪拌系統(tǒng)；所述的罐體上部設置有可以接入干冰的補液口，罐體的下部設置有藻液收集接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動式全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于:所述罐體內(nèi)的上部設置有用于滅菌的紫外燈，下部安裝有Ph計，并與二氧化碳流量控制器組成一 Ph調(diào)節(jié)系統(tǒng)，另在罐體的底部安裝有用于罐體移動的移動底座和萬向輪；所述的罐體由圓柱形罐體和圓臺形上蓋組成，所述罐體的內(nèi)徑為0.3-lm，高度為0.8-1.5m，上蓋下部直徑與反應罐主體相同，高度為0.1-0.3m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可移動式全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于:所述罐體的底部、側(cè)壁及上蓋分別采用夾層結(jié)構(gòu)，并在夾層中安裝有所述長波和短波LED燈，或在所述罐體內(nèi)直接安裝有防水的長波和短波LED燈；所述長波的LED燈可發(fā)出波長為600-700nm光線，長波光源的光照強度在1000-10000Lx，所述短波的LED燈可發(fā)出波長為400-500nm的光線，短波光源的光照強度在1000_20000Lx。
4.一種利用如權(quán)利要求1或2或3所述可移動式全天候微藻補光生物反應培養(yǎng)系統(tǒng)進行微藻補光生物反應培養(yǎng)方法，其特征在于:它是通過移動底座將補光生物反應器移動到指定位置，關(guān)閉藻液收集口，打開排氧口，打開紫外燈滅菌20min ;關(guān)閉紫外燈，將配制好的營養(yǎng)液通過補液口導入補光生物反應罐；將藻種通過補液口接入補光生物反應罐；打開長波光LED燈，根據(jù)不同藻種所需的光強打開不同數(shù)量的LED燈；接通二氧化碳通氣管，通入二氧化碳；開啟電機攪拌藻液，開始培養(yǎng)；培養(yǎng)過程中，可根據(jù)實際情況通過補液口補充營養(yǎng)液，觀察溫度計顯示的溫度和PH計上的PH值，溫度較低時加熱棒通電加熱，溫度較高時可通過干冰接入口 添加適量干冰以控制藻液溫度，PH較高時加大二氧化碳通入量，PH較低時減小二氧化碳通入量；培養(yǎng)完成后，打開藻液收集接口，收集藻液。
【文檔編號】C12M1/38GK104073435SQ201410310484
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】陳春輝, 楊宗鑫 申請人:杭州鑫偉低碳技術(shù)研發(fā)有限公司