一種微藻高密度培養(yǎng)設備制造技術

本實用新型專利技術提供了一種微藻高密度培養(yǎng)設備，包括通氣裝置、培養(yǎng)裝置（3)、溫度控制裝置（4）和光照裝置（5），所述通氣裝置與培養(yǎng)裝置（3）連接，所述培養(yǎng)裝置（3）和光照裝置（5）設于溫度控制裝置（4）內。本實用新型專利技術提供的一種微藻高密度培養(yǎng)設備結構簡單、操作方便、成本低廉，培養(yǎng)產率高、密度大，生產成本低，適于工業(yè)化生產。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于微藻培養(yǎng)工程領域，具體涉及一種用于微藻高密度培養(yǎng)的設備。
技術介紹
自然界中有數以萬計的微藻，它們能有效利用CO2、光能和無機鹽類產生某些結構特異的高附加值生物活性成分，如特異蛋白、氨基酸、高不飽和脂肪酸、多糖及其衍生物、維生素、萜類、胡蘿卜素及其衍生物等，具有極高的經濟價值，是人類向海洋索取食品、藥品、生化試劑、精細化工產品、燃料以及其它材料的一種重要途徑。微藻的高密度、大規(guī)模培養(yǎng)是實現微藻資源開發(fā)利用的必經之路，而培養(yǎng)裝置是微藻將太陽能轉化為生物化學能的一個關鍵環(huán)節(jié)。因此，從某種意義上講藻類生物技術的發(fā)展在很大程度上依賴于實用化的高密度培養(yǎng)裝置的研制和開發(fā)。目前，微藻培養(yǎng)主要有開放式和封閉式兩種裝置，開放式培養(yǎng)裝置主要是利用天然或人工的長方形池塘或長橢圓形跑道池，加裝踏板式攪拌裝置來實現培養(yǎng)池中的液體循環(huán)，以保證微藻細胞受光和空氣中的CO2接觸，具有構建簡單、投資低廉、操作簡便、放大比較容易、利用自然光作光源、節(jié)省成本、適用于大規(guī)模粗放培養(yǎng)等優(yōu)點，目前已在螺旋藻和小球藻的商業(yè)化生產中得到了廣泛的應用，但該類培養(yǎng)裝置也存在易受灰塵、雜藻、水生動物、雜菌等污染源的侵染，使培養(yǎng)過程不穩(wěn)定，也不易保持高質量的單藻培養(yǎng)；易受外界環(huán)境影響，難以保持較為穩(wěn)定的水溫和光照；攪拌不充分，難以保持微藻生長所需要的高濃度CO2 ;水份極易蒸發(fā)；光照面積與培養(yǎng)體積之比較低等缺點，導致微藻的培養(yǎng)效率低，密度不高，一般僅可達到lg/L，如此高的含水量明顯加重了細胞采收和后期下游加工的難度，因此該類培養(yǎng)裝置的應用只局限于培養(yǎng)生長條件比較苛刻的藻種，如堿性環(huán)境中的Spirulina和高鹽環(huán)境中的Dunaliella,以及那些生長較快、附加值較低的藻種，如Chlorella、Scenedesmus和Phaeodactylum等。而封閉式培養(yǎng)裝置的主要部件為光生物反應器，目前得到廣泛應用的一般有，管道式、平板式、柱式等。光生物反應器的應用，可避免雜菌、雜藻等污染源的侵染，實現單種或純種培養(yǎng)，提高產品質量；能有效地控制培養(yǎng)條件，易對培養(yǎng)環(huán)境進行自動化監(jiān)控，從而達到優(yōu)化培養(yǎng)；采用人工光源，可不受自然條件限制，并可延長光照時間，提高產品產率；可進行轉基因微藻的培養(yǎng)，避免轉基因安全性問題。雖然封閉式培養(yǎng)裝置可以克服開放式培養(yǎng)裝置的種種不足，但由于其相關研究剛剛起步，加上反應器本身造價高，難于放大等原因，目前大多處于實驗室階段。綜上可以看出，無論是開放式還是封閉式培養(yǎng)裝置，在微藻規(guī)模化培養(yǎng)生產中都存在應用上的瓶頸，因此，開發(fā)研制高密度、高光效、高CO2利用和低造價與低運行成本的培養(yǎng)裝置是微藻規(guī)模化培養(yǎng)的發(fā)展方向。
技術實現思路
技術目的本技術的目的是提供一種產率高、成本低、結構簡單的微藻高密度培養(yǎng)裝置。技術方案本技術提供了一種微藻高密度培養(yǎng)設備，包括通氣裝置、培養(yǎng)裝置、溫度控制裝置和光照裝置，所述通氣裝置與培養(yǎng)裝置連接，所述培養(yǎng)裝置和光照裝置設于溫度控制裝置內。所述通氣裝置包括氣源、連通管和氣頭，所述氣源和氣頭通過連通管連接；所述的氣頭孔徑為10-30 μ m。還包括加濕器，所述加濕器設于連通管上；從而可有效增加所通氣體濕度，避免因氣體流動引起的培養(yǎng)液體積的減少；所述加濕器為裝有無菌水的玻璃瓶。所述氣源選自氣瓶和氣泵中的一種或兩種。還包括螺旋止水夾，所述螺旋止水夾設于連通管上。還包括流量計，所述流量計設于連通管上。通過設置氣體流量計和止水夾，可調節(jié)氣體流量，從而調整培養(yǎng)液的流動狀態(tài)，有利于二氧化碳和溶解氧的傳遞，培養(yǎng)液的混合和光的有效利用。還包括濾器，所述濾器設于連通管上；所述的濾器孔徑小于或等于O. 22μπι ;從而可過濾除去空氣中的雜質、微生物和原生動物，保證微藻的純種培養(yǎng)。還包括三通，所述三通設于連通管上。所述培養(yǎng)裝置包括頂部開口的筒體和與開口配套的膠塞，所述膠塞上設有進氣口和排氣口。所述光照裝置包括光源和定時器，所述光源為熒光燈。所述溫度控制裝置為生化培養(yǎng)箱，所述生化培養(yǎng)箱包括溫度控制儀、溫度傳感器、加熱管及繼電器等部件。有益效果本技術提供的一種微藻高密度培養(yǎng)設備結構簡單、操作方便、成本低廉，培養(yǎng)產率高、密度大，生產成本低,適于工業(yè)化生產。該設備包括通氣裝置、培養(yǎng)裝置、溫度控制裝置和光照裝置，其中培養(yǎng)裝置可以為常見的桶裝礦泉水的桶，光照裝置包括熒光燈光源。培養(yǎng)裝置可以為透明材料，有利于觀察微藻的生長情況，且培養(yǎng)裝置上部設有排氣口，可有效防止溶氧過高對微藻生長的危害。該設備通過通氣裝置將空氣、二氧化碳或空氣與二氧化碳的混合氣體通至培養(yǎng)裝置底部，并依靠氣體流動帶動培養(yǎng)液循環(huán)，可使培養(yǎng)液混合均勻，且避免了剪切力對微藻的損傷。該設備能夠達到微藻高密度培養(yǎng)的要求，產生大量的生物質,且避免了其他物種或粉塵的污染，提高所培育微藻的品質。附圖說明圖I是本技術的微藻高密度培養(yǎng)設備結構示意圖；1為氣瓶，2為氣泵，3為培養(yǎng)裝置，4為溫度控制裝置，5為光照裝置，6為加濕器，7為培養(yǎng)裝置底座，8為燈管支架；11為連通管，12為螺旋止水夾，13為流量計，14為濾器,15為三通,16為支管，17為氣頭；31為筒體，32為膠塞，33為進氣口，34為排氣口，35為培養(yǎng)液。具體實施方式根據下述實施例，可以更好地理解本技術。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的內容僅用于說明本技術，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本技術。以下結合附圖對本技術的技術方案作出進一步說明。微藻高密度培養(yǎng)設備，見圖1，包括通氣裝置、培養(yǎng)裝置3、溫度控制裝置4和光照裝置5 ;通氣裝置與培養(yǎng)裝置3連接，培養(yǎng)裝置3和光照裝置5設于溫度控制裝置4內。通氣裝置包括通過連通管11依次連接的氣源、加濕器6、三通15和氣頭17，連通管11上還設有螺旋止水夾12、流量計13和濾器14 ;其中，氣源選自氣瓶I和氣泵2中的一種或兩種；氣頭孔徑為10-30 μ m。培養(yǎng)裝置3包括頂部開口的筒體31和與開口配套的膠塞32，膠塞上設有進氣口33和排氣口 34，培養(yǎng)裝置3設于培養(yǎng)裝置底座7上。 溫度控制裝置4為生化培養(yǎng)箱，生化培養(yǎng)箱包括溫度控制儀、溫度傳感器、加熱管及繼電器等部件。光照裝置5包括光源和定時器，光源為熒光燈，光照裝置5固定于燈管支架8。該裝置使用方法如下微藻培養(yǎng)之前，該設備先用75%酒精潤洗、浸泡8 10小時，倒出75%酒精(可重復使用);然后用無菌水沖洗3飛次，以保持設備處于無菌狀態(tài)；打開膠塞32，接種無菌培養(yǎng)液35和藻種，使用該裝置可培養(yǎng)小球藻、聚球藻、柵藻、杜氏鹽藻等微藻藻種，不同藻種的接種量不同，如小球藻的接種量為3. 5飛X IO7個細胞/mL。接種好后，將培養(yǎng)裝置3放置在培養(yǎng)裝置底座7上，蓋緊橡膠塞32。打開氣瓶I和/或氣泵2，通過調節(jié)螺旋止水夾12控制CO2濃度為O. 5^1%,所通氣體通過氣體流量計13和濾器14后進入加濕器，在本實施例中濾器14為微孔濾膜(孔徑為O. 22 μ m)，混合氣體由連通管11通入培養(yǎng)裝置3。在與培養(yǎng)液接觸前，本實施例利用三通15和支管16設計了樹狀進氣裝置，通過氣頭17將氣體分散于培養(yǎng)裝置3的底部。調整好通氣裝置后，打開光照裝置5，調整好光強和光周期，開始進行微藻的高密度培養(yǎng)，培養(yǎng)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微藻高密度培養(yǎng)設備，其特征在于：包括通氣裝置、培養(yǎng)裝置（3）、溫度控制裝置（4）和光照裝置（5），所述通氣裝置與培養(yǎng)裝置（3）連接，所述培養(yǎng)裝置（3）和光照裝置（5）設于溫度控制裝置（4）內。

【技術特征摘要】
1.一種微藻高密度培養(yǎng)設備，其特征在于包括通氣裝置、培養(yǎng)裝置(3)、溫度控制裝置(4)和光照裝置(5)，所述通氣裝置與培養(yǎng)裝置(3)連接，所述培養(yǎng)裝置(3)和光照裝置(5)設于溫度控制裝置(4)內。2.根據權利要求I所述的一種微藻高密度培養(yǎng)設備，其特征在于所述通氣裝置包括氣源、連通管(11)和氣頭(17)，所述氣源和氣頭(17)通過連通管(11)連接。3.根據權利要求2所述的一種微藻高密度培養(yǎng)設備，其特征在于還包括加濕器(6)，所述加濕器(6 )設于連通管(11)上。4.根據權利要求2所述的一種微藻高密度培養(yǎng)設備,其特征在于所述氣源選自氣瓶(I)和氣泵(2)中的一種或兩種。5.根據權利要求2所述的一種微藻高密度培養(yǎng)設備，其特征在于還包括流量計(13)，所述流量計(13)設于連通管(11)...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：鄧祥元，高坤，丁婉婉，盧芙蓉，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：實用新型
國別省市：