微藻固定化培養(yǎng)方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微藻固定化培養(yǎng)方法及裝置，涉及微藻養(yǎng)殖【技術(shù)領(lǐng)域】，能夠避免固定化培養(yǎng)過程中微藻出現(xiàn)光照過強從而導(dǎo)致活性喪失、以及光照不足等問題，從而有效地提高微藻的產(chǎn)量。本發(fā)明公開的微藻固定化培養(yǎng)方法包括步驟：1)將微藻細胞接種在養(yǎng)殖面上，所述養(yǎng)殖面包括至少兩個可移動的子養(yǎng)殖面；2)養(yǎng)殖過程中，移動各個所述子養(yǎng)殖面，以調(diào)節(jié)所述微藻細胞接收的光強。本發(fā)明公開的微藻固定化培養(yǎng)方法及裝置適用于微藻的固定化養(yǎng)殖過程中。
【專利說明】微藻固定化培養(yǎng)方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微藻養(yǎng)殖【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種微藻固定化培養(yǎng)方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]微藻是能夠進行光合作用的水生浮游生物，作為一種重要的可再生資源，其具有分布廣、生物量大、光合效率高、適應(yīng)環(huán)境能力強、生長周期短、油脂含量高和環(huán)境友好等突出特點。微藻細胞代謝產(chǎn)生的多糖、蛋白質(zhì)、色素等，使其在食品、醫(yī)藥、基因工程、液體燃料等領(lǐng)域具有很好的開發(fā)前景。近年來，在全球范圍內(nèi)，微藻生物技術(shù)已經(jīng)迅速形成一條規(guī)模巨大的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
[0003]目前，工業(yè)化微藻培養(yǎng)通常采用液體浸沒式培養(yǎng)，即將微藻細胞分散于大量液體培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)的方式。但是傳統(tǒng)浸沒式培養(yǎng)由于水體大，導(dǎo)致微藻光合利用效率低、能耗高、占地大、采收難等一系列問題。針對液體浸沒式培養(yǎng)的這些問題，現(xiàn)有技術(shù)中提出固定化培養(yǎng)方式，即將微藻接種于一定材料的表面，并通過補充液體使微藻細胞群體處于濕潤的半固態(tài)培養(yǎng)方式。
[0004]微藻的固定化培養(yǎng)實際操作中可采用插板式裝置或雙層膜式裝置等。但這些培養(yǎng)方式下，靠近光源部分的微藻細胞持續(xù)接受光照，當(dāng)光強較強時，會導(dǎo)致微藻細胞喪失活性甚至死亡；而遠離光源部分的微藻細胞由于反應(yīng)器遮擋或光線角度的問題，其接收到的光強過低甚至接受不到光強，從而不足以提供足夠的能量用于自身生長，從而導(dǎo)致固定化培養(yǎng)方式整體的產(chǎn)量降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于，提供一種微藻固定化培養(yǎng)方法及裝置，能夠避免微藻固定化培養(yǎng)過程中微藻出現(xiàn)光照過強從而導(dǎo)致活性喪失、以及光照不足等問題，從而有效地提高微藻的產(chǎn)量。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一方面，本發(fā)明提供了一種微藻固定化培養(yǎng)方法，其中，包括步驟:
[0008]I)將微藻細胞接種在養(yǎng)殖面上，所述養(yǎng)殖面包括至少兩個可移動的子養(yǎng)殖面；
[0009]2)養(yǎng)殖過程中，移動各個所述子養(yǎng)殖面，以調(diào)節(jié)所述微藻細胞接收的光強。
[0010]優(yōu)選地，步驟2)具體包括:
[0011]養(yǎng)殖過程中，當(dāng)各個所述子養(yǎng)殖面接收到的光強不同時，將接收到的光強高于所需光強的子養(yǎng)殖面移動到光強低于所需光強的位置處，將接收到的光強低于所需光強的子養(yǎng)殖面移動到光強高于所需光強的位置處，以調(diào)節(jié)所述微藻細胞接收的光強。
[0012]可選地，步驟I)中，各個所述子養(yǎng)殖面上接種的微藻細胞濃度相同；
[0013]步驟2)中，移動各個所述子養(yǎng)殖面時，移動的頻率為若干天一次或者每天若干次，以使各個所述子養(yǎng)殖面上的微藻細胞同批次采收；或者
[0014]步驟I)中，各個所述子養(yǎng)殖面上接種的微藻細胞濃度不同；
[0015]步驟2)中，移動各個所述子養(yǎng)殖面時，移動的頻率與各個所述子養(yǎng)殖面上微藻細胞的各個生長階段變更頻率保持一致，以使各個所述子養(yǎng)殖面上的微藻細胞不同批次順序米收。
[0016]可選地，步驟2)中，移動各個所述子養(yǎng)殖面時，移動的方向包括上下移動、左右移動、或斜上斜下移動中的至少一種。
[0017]可選地，移動各個所述子養(yǎng)殖面時，采用的移動方式包括粘貼移動、折疊移動、滑動移動中的至少一種。
[0018]具體地，所述粘貼移動具體包括:
[0019]步驟I)中，各個子養(yǎng)殖面粘貼在養(yǎng)殖裝置上；
[0020]步驟2)中，所述移動各個所述子養(yǎng)殖面具體包括:將各個子養(yǎng)殖面從所述養(yǎng)殖裝置上取下，再粘貼到所要移動的位置處；
[0021]所述折疊移動具體包括:
[0022]步驟I)中，養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面可折疊移動；
[0023]步驟2)中，所述移動各個所述子養(yǎng)殖面具體包括:折疊移動所述養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面；
[0024]所述滑動移動具體包括:
[0025]步驟I)中，養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面可滑動移動；
[0026]步驟2)中，所述移動各個所述子養(yǎng)殖面具體包括:滑動移動所述養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面。
[0027]可選地，步驟2)中，移動各個所述子養(yǎng)殖面時，采用的移動方式為手動移動或自動移動。
[0028]進一步地，步驟I)具體包括:
[0029]將各個子養(yǎng)殖面依次移動到預(yù)定位置處，以將微藻細胞依次接種在各個所述子養(yǎng)殖面上。
[0030]進一步地，步驟2)之后，所述方法還包括:
[0031]將各個所述子養(yǎng)殖面依次移動到預(yù)定位置處，以依次采收各個所述子養(yǎng)殖面上的微藻。
[0032]另一方面，本發(fā)明實例還提供了一種微藻固定化培養(yǎng)裝置，其中，包括用于培養(yǎng)微藻細胞的養(yǎng)殖面，所述養(yǎng)殖面包括至少兩個可移動的子養(yǎng)殖面。
[0033]可選地，各個所述子養(yǎng)殖面為可上下移動、可左右移動、或可斜上斜下移動中的至少一種。
[0034]本發(fā)明實施例提供的微藻固定化培養(yǎng)方法及裝置，每個養(yǎng)殖面均包括至少兩個可移動的子養(yǎng)殖面，這樣，養(yǎng)殖過程中可以根據(jù)實際養(yǎng)殖需要任意移動調(diào)整各個子養(yǎng)殖面的位置，以調(diào)節(jié)各個子養(yǎng)殖面上的微藻細胞接收的光強，從而避免了因光照過強而導(dǎo)致微藻活性喪失、以及光照不足而導(dǎo)致微藻生長緩慢等問題的發(fā)生，從而有效地提高了微藻的產(chǎn)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種微藻固定化培養(yǎng)方法的流程圖；
[0037]圖2為本發(fā)明對比例中微藻固定化培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明實施例1提供的一種微藻固定化培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4為本發(fā)明實施例2提供的一種微藻固定化培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5為本發(fā)明實施例2提供的一種具體的微藻固定化培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖6為本發(fā)明實施例2提供的另一種具體的微藻固定化培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖7為本發(fā)明實施例3提供的一種微藻固定化培養(yǎng)裝置的主視圖；
[0043]圖8為圖7中微藻固定化培養(yǎng)裝置的左視圖；
[0044]圖9為圖7中微藻固定化培養(yǎng)裝置的俯視圖。

【具體實施方式】
[0045]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0046]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種微藻固定化培養(yǎng)方法，包括步驟:
[0047]S1、將微藻細胞接種在養(yǎng)殖面上，所述養(yǎng)殖面包括至少兩個可移動的子養(yǎng)殖面；
[0048]S2、養(yǎng)殖過程中，移動各個子養(yǎng)殖面，以調(diào)節(jié)微藻細胞接收的光強。
[0049]本發(fā)明實施例提供的微藻固定化培養(yǎng)方法，每個養(yǎng)殖面均包括至少兩個可移動的子養(yǎng)殖面，這樣，養(yǎng)殖過程中可以根據(jù)實際養(yǎng)殖需要任意移動調(diào)整各個子養(yǎng)殖面的位置，以調(diào)節(jié)各個子養(yǎng)殖面上的微藻細胞接收的光強，從而避免了因光照過強而導(dǎo)致微藻活性喪失、以及光照不足而導(dǎo)致微藻生長緩慢等問題的發(fā)生，從而有效地提高了微藻的產(chǎn)量。
[0050]具體地，上述步驟S2具體可以包括:
[0051]養(yǎng)殖過程中，當(dāng)各個子養(yǎng)殖面接收到的光強不同時，將接收到的光強高于所需光強的子養(yǎng)殖面移動到光強低于所需光強的位置處，將接收到的光強低于所需光強的子養(yǎng)殖面移動到光強高于所需光強的位置處，以調(diào)節(jié)微藻細胞接收的光強。
[0052]也就是說，養(yǎng)殖過程中，當(dāng)某個子養(yǎng)殖面接收到的光強較強時，將該子養(yǎng)殖面移動到光強較弱的位置處，從而使接收光照過多活性下降的微藻恢復(fù)活性；當(dāng)某個子養(yǎng)殖面接收到的光強較弱時，將該子養(yǎng)殖面移動到光強較強的位置處，從而使接收光照過少產(chǎn)量下降的微藻接收適當(dāng)?shù)墓鈴娂铀偕L。
[0053]這樣，通過光照的調(diào)整及補償，能夠有效地避免因光照過強而導(dǎo)致微藻活性喪失、以及光照不足而導(dǎo)致微藻生長緩慢等問題的發(fā)生，從而有效地提高微藻的產(chǎn)量。
[0054]需要說明的是，本發(fā)明實施例中所述的所需光強，是指適宜微藻細胞生長的最佳光照強度。微藻的生長過程通常包括四個階段:延滯期、指數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。每個階段時，微藻的所需光強通常是不同的，比如:延滯期時細胞密度較低，所需光強較弱；指數(shù)期時細胞成倍繁殖，生物量積累較快，所需光強相應(yīng)的較強；穩(wěn)定期時，細胞密度穩(wěn)定，生物量穩(wěn)定，此時加強光照有利于誘導(dǎo)油脂累積，從而采收獲得預(yù)期的產(chǎn)物，因此所需光強較強。
[0055]可選地，步驟S2中，移動各個子養(yǎng)殖面時，移動的方向可以包括上下移動、左右移動、或斜上斜下移動中的至少一種。
[0056]具體地，步驟S2中，移動各個子養(yǎng)殖面時，所采用的移動方式可以包括:粘貼移動、折疊移動、滑動移動中的至少一種。
[0057]其中，粘貼移動的具體實現(xiàn)方式可以為:步驟I)中，各個子養(yǎng)殖面粘貼在養(yǎng)殖裝置上；步驟2)中，所述的移動各個子養(yǎng)殖面具體包括:將各個子養(yǎng)殖面從養(yǎng)殖裝置上取下，再粘貼到所要移動的位置處。
[0058]折疊移動的具體實現(xiàn)方式可以為:步驟I)中，養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面可折疊移動；步驟2)中，所述的移動各個子養(yǎng)殖面具體包括:折疊移動養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面。
[0059]滑動移動的具體實現(xiàn)方式可以為:步驟I)中，養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面可滑動移動；步驟2)中，所述的移動各個子養(yǎng)殖面具體包括:滑動移動養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面。
[0060]另外，移動過程中，可以通過手動移動或自動移動以實現(xiàn)上述移動方式。移動的頻率可以為若干天一次、一天一次或者每天若干次。
[0061]本發(fā)明實施例提供的微藻固定化培養(yǎng)方法可以以多種方式實現(xiàn)，比如:
[0062]方式一:
[0063]在各個子養(yǎng)殖面上接種濃度相同的微藻細胞；
[0064]養(yǎng)殖過程中，以若干天一次或者每天若干次的頻率移動各個子養(yǎng)殖面，以使微藻細胞接收所需光強，并使各個子養(yǎng)殖面上的微藻細胞同批次采收。
[0065]例如，具體可以為:
[0066]使用陽光為光源，使用由上下兩個子養(yǎng)殖面構(gòu)成的養(yǎng)殖面進行養(yǎng)殖。在各個子養(yǎng)殖面上接種濃度相同的微藻細胞；上部的子養(yǎng)殖面光照通常過強，下部的子養(yǎng)殖面光照通常不足，因此，養(yǎng)殖過程中，每天上下移動這兩個子養(yǎng)殖面，從而使它們交替接收適量的光照，待培養(yǎng)若干天后，同批次采收這兩個子養(yǎng)殖面上的微藻細胞。
[0067]方式二:
[0068]在各個子養(yǎng)殖面上接種濃度不同的微藻細胞；
[0069]養(yǎng)殖過程中，以與各個子養(yǎng)殖面上微藻細胞的各個生長階段變更頻率一致的頻率移動各個子養(yǎng)殖面，以使微藻細胞接收所需光強，并使各個子養(yǎng)殖面上的微藻細胞不同批次順序采收。
[0070]具體可以為:
[0071]使用陽光為光源，使用由上下三個子養(yǎng)殖面構(gòu)成的養(yǎng)殖面進行養(yǎng)殖。在各個子養(yǎng)殖面上接種濃度不同的微藻細胞，并且，自上而下，三個子養(yǎng)殖面上的微藻細胞濃度依次減小，而光照強度也依次減弱；由于上部的微藻細胞濃度過高產(chǎn)生的營養(yǎng)限制，生物量最先停止積累并進入穩(wěn)定期，在上部接收光強較強，可進行光誘導(dǎo)積累油脂，提高產(chǎn)量；中部微藻細胞濃度適中，培養(yǎng)很快進行生長指數(shù)期，接收光強適中，有利于生物量積累；下部微藻細胞濃度較低，接收光強較少，有利于生長。
[0072]培養(yǎng)若干天后，上部微藻細胞經(jīng)過適當(dāng)?shù)膹姽庹T導(dǎo)，油脂積累完成；中部微藻細胞生物量積累，生長進入穩(wěn)定期；下部藻細胞低光生長繁殖，生物量有效積累。此時，將上部子養(yǎng)殖面的微藻進行采收，將中部和下部子養(yǎng)殖面順次向上移動一個子養(yǎng)殖面的距離，使原來的中部子養(yǎng)殖面變成上部子養(yǎng)殖面接受強光照射進行油脂誘導(dǎo)，原來的下部子養(yǎng)殖面變成中部子養(yǎng)殖面進入指數(shù)期生長，并取一塊新的子養(yǎng)殖面接種上微藻細胞，放置在下部，開始新一輪的低光生長。
[0073]這樣，由此反復(fù)進行，通過與各個子養(yǎng)殖面上微藻細胞的各個生長階段變更頻率一致的頻率移動各個子養(yǎng)殖面，實現(xiàn)了不同生長階段微藻的不同用光需求的半連續(xù)化培養(yǎng)。
[0074]進一步地，本發(fā)明實施例中，接種及采收過程中，也可以通過將各個子養(yǎng)殖面移動到預(yù)定位置處來實現(xiàn)操作的便捷性，比如:
[0075]上述步驟SI具體可以包括:
[0076]將各個子養(yǎng)殖面依次移動到預(yù)定位置處，以將微藻細胞依次接種在各個子養(yǎng)殖面上。該預(yù)定位置是指接種操作比較便利的位置，比如，該預(yù)定位置可以為各個子養(yǎng)殖面中最下方的位置，當(dāng)然，也可以為各個子養(yǎng)殖面中最上方的位置，總之，只要將需要接種的子養(yǎng)殖面依次移動到接種操作比較便捷的位置處即可，本發(fā)明對此不作限定。
[0077]并且，步驟S2之后，所述方法還可以包括:
[0078]將各個子養(yǎng)殖面依次移動到預(yù)定位置處，以依次采收各個子養(yǎng)殖面上的微藻。該預(yù)定位置是指采收操作比較便利的位置，通常，接種和采收操作比較便利的位置是一致的，因此，對于采收過程中的預(yù)定位置處不再重復(fù)贅述。
[0079]本發(fā)明實施例對微藻的固定化培養(yǎng)方式進行了改進，將用于支撐和/或吸附微藻的養(yǎng)殖面改造成為由若干個可移動的子養(yǎng)殖面組成，由于改進后各個子養(yǎng)殖面可隨實際養(yǎng)殖需求隨時移動、調(diào)整到不同位置處，從而使不同位置的藻株受光量進行調(diào)整轉(zhuǎn)換，從而使靠近光源部分受光過強活性降低的藻株能及時活性恢復(fù)、遠離光源部分受光不足影響生長的藻株能進行光照補償加快生長，從而實現(xiàn)整體產(chǎn)量的提升。并且，還可使處于不同生長階段的微藻細胞按需接受所需光強，而且在接種初始和培養(yǎng)結(jié)束時，還可根據(jù)操作需要將不同位置的子養(yǎng)殖面移動到預(yù)定位置以實現(xiàn)操作的便捷性。此外，本發(fā)明實施例提供的微藻固定化培養(yǎng)方法，操作簡便，能耗低，利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，且適合大規(guī)模應(yīng)用。
[0080]相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供了一種微藻固定化培養(yǎng)裝置，包括用于培養(yǎng)微藻細胞的養(yǎng)殖面，所述養(yǎng)殖面包括至少兩個可移動的子養(yǎng)殖面。
[0081]本發(fā)明實施例提供的微藻固定化培養(yǎng)裝置，每個養(yǎng)殖面均包括至少兩個可移動的子養(yǎng)殖面，這樣，養(yǎng)殖過程中可以根據(jù)實際養(yǎng)殖需要任意移動調(diào)整各個子養(yǎng)殖面的位置，以調(diào)節(jié)各個子養(yǎng)殖面上的微藻細胞接收的光強，從而避免了因光照過強而導(dǎo)致微藻活性喪失、以及光照不足而導(dǎo)致微藻生長緩慢等問題的發(fā)生，從而有效地提高了微藻的產(chǎn)量。
[0082]可選地，各個子養(yǎng)殖面為可上下移動、可左右移動、或可斜上斜下移動中的至少一種。各個子養(yǎng)殖面可手動移動或可自動移動，比如可以包括但不限于:各個子養(yǎng)殖面為可粘貼移動、可折疊移動、可滑動移動中的至少一種。
[0083]具體地，上述微藻固定化培養(yǎng)方法主要通過本發(fā)明實施例提供的微藻固定化培養(yǎng)裝置實現(xiàn)的，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解地，該微藻固定化培養(yǎng)裝置具有與上述方法相應(yīng)的技術(shù)特征，本發(fā)明在此不再重復(fù)贅述。
[0084]下面通過具體實施例對本發(fā)明提供的微藻固定化培養(yǎng)方法及裝置進行詳細說明。
[0085]對比例
[0086]將10個長X寬為0.5mX0.5m、厚度0.005m的鋁塑板用支架固定，各個鋁塑板之間的間距為0.lm。在各個鋁塑板表面覆蓋一層粗布，并在鋁塑板頂部固定布水管，將BGll培養(yǎng)基循環(huán)打入布水管中從而持續(xù)為藻株補充培養(yǎng)基。
[0087]將柵藻細胞培養(yǎng)液通過真空抽濾附著在孔徑0.45 μ m的醋酸纖維素濾膜(即培養(yǎng)載體)上，生物量密度為15g/m2。然后將附著有柵藻細胞的醋酸纖維素濾膜平鋪粘貼在粗布上，從而形成養(yǎng)殖面10，并將該養(yǎng)殖系統(tǒng)置于室外陽光大棚自然光源條件下進行養(yǎng)殖。
[0088]向陽光大棚內(nèi)通入混合有1.5-3% (V/V) 二氧化碳的混合空氣，培養(yǎng)7天。養(yǎng)殖過程中，測得養(yǎng)殖面10光強從上至下迅速衰減，上半部分的平均光強可達700 μπιο?.πΓ2 -S-1,下半部分的平均光強僅為65 μπιο?.m_2.s'
[0089]養(yǎng)殖過程中，如圖2所示，當(dāng)培養(yǎng)到第3天時，養(yǎng)殖面10的上半部分微藻變綠，下半部分微藻變化不明顯；當(dāng)培養(yǎng)到第7天時，養(yǎng)殖面10的上半部分微藻生長明顯，下半部分變化不大。
[0090]培養(yǎng)7天后采收，并測定生物量。結(jié)果表明，每層養(yǎng)殖面的平均生長速率為2.5g.m_2.cf1，整體養(yǎng)殖系統(tǒng)單位占地面積細胞生長速率為25g.m_2.cf1。
[0091]實施例1
[0092]該實施例采用與對比例基本相同的培養(yǎng)方式，不同之處在于:
[0093]將培養(yǎng)載體醋酸纖維素濾膜平分為上下兩部分，從而使整個養(yǎng)殖面20分別形成上下兩個子養(yǎng)殖面21、22。這樣，如圖3所示，當(dāng)培養(yǎng)3天后，將兩個培養(yǎng)載體分別取下，上下交換位置后重新粘貼在粗布上；當(dāng)培養(yǎng)到第7天時，整個養(yǎng)殖面20都有明顯生長。
[0094]培養(yǎng)7天后采收，并測定生物量。結(jié)果表明，每層養(yǎng)殖面的平均生長速率為3g.m_2.(Γ1，整體養(yǎng)殖系統(tǒng)單位占地面積細胞生長速率為30g.m_2.cf1。
[0095]與對比例相比，實施例1的生長速率提高了 20%，說明養(yǎng)殖過程中，根據(jù)光照情況，適時地移動各個子養(yǎng)殖面能夠有效地提高微藻的產(chǎn)量。
[0096]實施例2
[0097]如圖4所示，本實施例2采用兩塊式養(yǎng)殖面對微藻進行培養(yǎng)。該養(yǎng)殖面30包括上下兩塊子養(yǎng)殖面31、32，可以通過手動或自動方式定期上下交換移動。
[0098]具體地，將長X寬為0.5mX 0.7m、厚度0.005m的2塊鋁塑板固定在框架50上，該框架50如圖5所示可以通過折疊轉(zhuǎn)動、或者如圖6所示可以通過滑動從而實現(xiàn)2塊鋁塑板位置的上下自由交換。
[0099]在每塊鋁塑板表面覆蓋一層棉布，并在每塊鋁塑板頂部固定一根布水管。依次將各個鋁塑板移動到適合的高度，把一定量的柵藻細胞培養(yǎng)液噴霧接種于棉布表面，生物量密度為15g/m2，從而形成兩個子養(yǎng)殖面31、32 ;再把接種好的各個子養(yǎng)殖面31、32移動到上下兩個培養(yǎng)位置，形成一個養(yǎng)殖面30。
[0100]將10個這種框架50固定在支架上，各個框架50之間的間距為0.1mo然后將該養(yǎng)殖系統(tǒng)置于室外陽光大棚自然光源條件下進行養(yǎng)殖。
[0101]養(yǎng)殖過程中，每天中午13:00將各個養(yǎng)殖面30的兩個子養(yǎng)殖面31、32上下交換一次，以實現(xiàn)上部柵藻細胞的活性恢復(fù)和下部柵藻細胞的光照補償如圖3所示。
[0102]養(yǎng)殖過程中，每天早上8:00測得上下兩個子養(yǎng)殖面31、32上的柵藻細胞的熒光效率Fv/Fm均為0.68 ;中午13:00測定熒光效率，上部子養(yǎng)殖面的Fv/Fm值為0.125，下部子養(yǎng)殖面的Fv/Fm值為0.62，此時上下交換兩個子養(yǎng)殖面的位置；下午17:00測定熒光效率，此時，上部子養(yǎng)殖面的Fv/Fm值為0.47，下部子養(yǎng)殖面的Fv/Fm值為0.36 ;再經(jīng)過一晚上的活性恢復(fù)，第二天早上8:00測定Fv/Fm值又都恢復(fù)到0.68左右。
[0103]可見經(jīng)過每天I次子養(yǎng)殖面的上下交換，起初靠近光源的上部子養(yǎng)殖面的柵藻細胞得到了及時的活性恢復(fù)，遠離光源的下部子養(yǎng)殖面的柵藻細胞也得到了及時的光能補充。
[0104]培養(yǎng)7天后，把鋁塑板移動到操作適合的高度進行刮取采收，并測定生物量。結(jié)果表明，每層養(yǎng)殖面的平均生長速率為3.6g.m_2.cf1，整體養(yǎng)殖體系單位占地面積細胞生長速率 36g.m 2.d 1O
[0105]由此可見，本發(fā)明實施例提供的固定化養(yǎng)殖方法及裝置，有利于不同位置處的微藻接收合適的光照，并且還便于接種和采收操作。
[0106]備注:本發(fā)明實施例中，F(xiàn)v/Fm值表征微藻細胞的活性，大部分藻株活性良好的情況下該值在0.60-0.75之間。
[0107]實施例3
[0108]如圖7?9所示，將長X寬為0.5mX0.7m、厚度0.005m的三塊塑料板按上下順序依次固定在設(shè)計好的長X寬為1.5mX 0.7m的框架62上，該框架62兩側(cè)均裝有滑道和三個卡槽64，通過螺栓63將塑料板固定，以便于三塊塑料板的上下滑動和分步拆裝。
[0109]每塊塑料板表面均覆蓋固定有一層棉布，初次接種時，將一體積的柵藻藻泥均勻涂抹接種于下部塑料板棉布表面，二體積的柵藻藻泥接種于中部塑料板棉布表面，三體積的柵藻藻泥接種于上部塑料板棉布表面，其中一體積< 二體積 < 三體積，從而形成三個子養(yǎng)殖面41、42、43，且該三個子養(yǎng)殖面41、42、43共同構(gòu)成了一個養(yǎng)殖面40。接種完畢后，將該養(yǎng)殖系統(tǒng)置于室外陽光大棚自然光源條件下進行養(yǎng)殖。
[0110]由于上部柵藻細胞濃度過高產(chǎn)生營養(yǎng)限制，生物量停止積累進入穩(wěn)定期，在上部接受光強較強，可進行光誘導(dǎo)積累油脂；中部柵藻細胞濃度適中，培養(yǎng)很快進入生長指數(shù)期，接受光強適中，利于生物量積累；下部柵藻細胞濃度較低，接受光強最少，利于生長。
[0111]養(yǎng)殖3天后，上部柵藻細胞經(jīng)過適當(dāng)?shù)膹姽庹T導(dǎo)，油脂積累完成；中部柵藻細胞生物量積累，生長進入穩(wěn)定期；下部柵藻細胞低光生長繁殖，生物量有效積累。將上部塑料板取下采收，同時將中部和下部塑料板順次向上滑動一塊塑料板的距離，從而使原來的中部塑料板變成上部塑料板接受強光進行油脂誘導(dǎo)，使原來的下部塑料板變成中部塑料板進入指數(shù)期生長，并取一塊新的塑料板表面覆蓋固定一層棉布、接種一體積的柵藻藻泥，置于框架下部開始新一輪的低光生長。由此反復(fù)進行，實現(xiàn)了不同生長階段微藻的不同用光需求的半連續(xù)化培養(yǎng)。
[0112]經(jīng)測定，實施例3的平均生長速率可達3.2g.m_2.cf1，測定油脂含量高達41%。由此可知，根據(jù)光強自上而下依次減弱的分布情況、以及微藻前三個生長階段所需光強依次增強的情況，通過使各個子養(yǎng)殖面的移動頻率剛好等于微藻細胞各個生長階段的變更頻率，能夠使微藻細胞在各個生長階段均能夠得到所需光強，從而有效地提高了產(chǎn)量，并實現(xiàn)了半連續(xù)化培養(yǎng)。
[0113]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種微藻固定化培養(yǎng)方法，其特征在于，包括步驟: 1)將微藻細胞接種在養(yǎng)殖面上，所述養(yǎng)殖面包括至少兩個可移動的子養(yǎng)殖面； 2)養(yǎng)殖過程中，移動各個所述子養(yǎng)殖面，以調(diào)節(jié)所述微藻細胞接收的光強。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻固定化培養(yǎng)方法，其特征在于，步驟2)具體包括: 養(yǎng)殖過程中，當(dāng)各個所述子養(yǎng)殖面接收到的光強不同時，將接收到的光強高于所需光強的子養(yǎng)殖面移動到光強低于所需光強的位置處，將接收到的光強低于所需光強的子養(yǎng)殖面移動到光強高于所需光強的位置處，以調(diào)節(jié)所述微藻細胞接收的光強。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻固定化培養(yǎng)方法，其特征在于，步驟1)中，各個所述子養(yǎng)殖面上接種的微藻細胞濃度相同； 步驟2)中，移動各個所述子養(yǎng)殖面時，移動的頻率為若干天一次或者每天若干次，以使各個所述子養(yǎng)殖面上的微藻細胞同批次采收；或者 步驟1)中，各個所述子養(yǎng)殖面上接種的微藻細胞濃度不同； 步驟2)中，移動各個所述子養(yǎng)殖面時，移動的頻率與各個所述子養(yǎng)殖面上微藻細胞的各個生長階段變更頻率保持一致，以使各個所述子養(yǎng)殖面上的微藻細胞不同批次順序采收。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻固定化培養(yǎng)方法，其特征在于，步驟2)中，移動各個所述子養(yǎng)殖面時，移動的方向包括上下移動、左右移動、或斜上斜下移動中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固定化培養(yǎng)方法，其特征在于，移動各個所述子養(yǎng)殖面時，采用的移動方式包括粘貼移動、折疊移動、滑動移動中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微藻固定化培養(yǎng)方法，其特征在于，所述粘貼移動具體包括: 步驟1)中，各個子養(yǎng)殖面粘貼在養(yǎng)殖裝置上； 步驟2)中，所述移動各個所述子養(yǎng)殖面具體包括:將各個子養(yǎng)殖面從所述養(yǎng)殖裝置上取下，再粘貼到所要移動的位置處； 所述折疊移動具體包括: 步驟1)中，養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面可折疊移動； 步驟2)中，所述移動各個所述子養(yǎng)殖面具體包括:折疊移動所述養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面； 所述滑動移動具體包括: 步驟1)中，養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面可滑動移動； 步驟2)中，所述移動各個所述子養(yǎng)殖面具體包括:滑動移動所述養(yǎng)殖裝置的各個子養(yǎng)殖面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微藻固定化培養(yǎng)方法，其特征在于，移動各個所述子養(yǎng)殖面時，實現(xiàn)移動的方式為手動移動或自動移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻固定化培養(yǎng)方法，其特征在于，步驟1)具體包括: 將各個子養(yǎng)殖面依次移動到預(yù)定位置處，以將微藻細胞依次接種在各個所述子養(yǎng)殖面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻固定化培養(yǎng)方法，其特征在于，步驟2)之后，所述方法還包括: 將各個所述子養(yǎng)殖面依次移動到預(yù)定位置處，以依次采收各個所述子養(yǎng)殖面上的微藻。
10.—種微藻固定化培養(yǎng)裝置，其特征在于，包括用于培養(yǎng)微藻細胞的養(yǎng)殖面，所述養(yǎng)殖面包括至少兩個可移動的子養(yǎng)殖面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微藻固定化培養(yǎng)裝置，其特征在于，各個所述子養(yǎng)殖面為可上下移動、可左右移動、或可斜上斜下移動中的至少一種。
【文檔編號】C12R1/89GK104480014SQ201410667960
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】李青, 陳昱, 張婭玲, 韓春梅, 陳傳紅, 吳洪 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司