專利名稱：一種微藻高密度培養設備的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于微藻培養工程領域，具體涉及一種用于微藻高密度培養的設備。
背景技術：
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、大規模培養是實現微藻資源開發利用的必經之路，而培養裝置是微藻將太陽能轉化為生物化學能的一個關鍵環節。因此，從某種意義上講藻類生物技術的發展在很大程度上依賴于實用化的高密度培養裝置的研制和開發。目前，微藻培養主要有開放式和封閉式兩種裝置，開放式培養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池中的液體循環，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、節省成本、適用于大規模粗放培養等優點，目前已在螺旋藻和小球藻的商業化生產中得到了廣泛的應用，但該類培養裝置也存在易受灰塵、雜藻、水生動物、雜菌等污染源的侵染，使培養過程不穩定，也不易保持高質量的單藻培養；易受外界環境影響，難以保持較為穩定的水溫和光照；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；光照面積與培養體積之比較低等缺點，導致微藻的培養效率低，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，因此該類培養裝置的應用只局限于培養生長條件比較苛刻的藻種，如堿性環境中的Spirulina和高鹽環境中的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，提高產品質量；能有效地控制培養條件，易對培養環境進行自動化監控，從而達到優化培養；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，避免轉基因安全性問題。雖然封閉式培養裝置可以克服開放式培養裝置的種種不足，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裝置，在微藻規模化培養生產中都存在應用上的瓶頸，因此，開發研制高密度、高光效、高CO2利用和低造價與低運行成本的培養裝置是微藻規模化培養的發展方向。

實用新型內容實用新型目的本實用新型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裝置。[0007]技術方案本實用新型提供了一種微藻高密度培養設備，包括通氣裝置、培養裝置、溫度控制裝置和光照裝置，所述通氣裝置與培養裝置連接，所述培養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，可調節氣體流量，從而調整培養液的流動狀態，有利于二氧化碳和溶解氧的傳遞，培養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。還包括三通，所述三通設于連通管上。所述培養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箱，所述生化培養箱包括溫度控制儀、溫度傳感器、加熱管及繼電器等部件。有益效果本實用新型提供的一種微藻高密度培養設備結構簡單、操作方便、成本低廉，培養產率高、密度大，生產成本低,適于工業化生產。該設備包括通氣裝置、培養裝置、溫度控制裝置和光照裝置，其中培養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。培養裝置可以為透明材料，有利于觀察微藻的生長情況，且培養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裝置底部，并依靠氣體流動帶動培養液循環，可使培養液混合均勻，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。

圖I是本實用新型的微藻高密度培養設備結構示意圖；1為氣瓶，2為氣泵，3為培養裝置，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為培養液。
具體實施方式
[0025]根據下述實施例，可以更好地理解本實用新型。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實用新型，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本實用新型。
以下結合附圖對本實用新型的技術方案作出進一步說明。微藻高密度培養設備，見圖1，包括通氣裝置、培養裝置3、溫度控制裝置4和光照裝置5 ;通氣裝置與培養裝置3連接，培養裝置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，培養裝置3設于培養裝置底座7上。 溫度控制裝置4為生化培養箱，生化培養箱包括溫度控制儀、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；打開膠塞32，接種無菌培養液35和藻種，使用該裝置可培養小球藻、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，將培養裝置3放置在培養裝置底座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通入培養裝置3。在與培養液接觸前，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，培養周期為3(Γ40天。培養結束后，停止通氣和光照，測定微藻密度和生產效率，其中小球藻的培養密度和生長效率最高，分別達到23. 4g/L和O. 59g/L/d。然后，打開培養裝置上的膠塞32即可取出藻液進行后續加工處理。
權利要求1.一種微藻高密度培養設備，其特征在于包括通氣裝置、培養裝置(3)、溫度控制裝置(4)和光照裝置(5)，所述通氣裝置與培養裝置(3)連接，所述培養裝置(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)上；還包括濾器(14 )，所述濾器(14 )設于連通管(11)上。
6.根據權利要求2所述的一種微藻高密度培養設備，其特征在于還包括三通(15)，所述三通(15)設于連通管(11)上。
7.根據權利要求2所述的一種微藻高密度培養設備，其特征在于還包括螺旋止水夾(12)，所述螺旋止水夾(12)設于連通管(11)上。
8.根據權利要求I所述的一種微藻高密度培養設備，其特征在于所述培養裝置(3)包括頂部開口的筒體(31)和與開口配套的膠塞(32)，所述膠塞上設有進氣口( 33)和排氣口(34)。
9.根據權利要求I所述的一種微藻高密度培養設備，其特征在于所述光照裝置(5)包括光源和定時器，所述光源為熒光燈。
10.根據權利要求I所述的一種微藻高密度培養設備，其特征在于所述溫度控制裝置(4)為生化培養箱。
專利摘要本實用新型提供了一種微藻高密度培養設備，包括通氣裝置、培養裝置(3)、溫度控制裝置(4)和光照裝置(5)，所述通氣裝置與培養裝置(3)連接，所述培養裝置(3)和光照裝置(5)設于溫度控制裝置(4)內。本實用新型提供的一種微藻高密度培養設備結構簡單、操作方便、成本低廉，培養產率高、密度大，生產成本低，適于工業化生產。
文檔編號C12M1/00GK202730113SQ20122043488
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月29日 優先權日2012年8月29日
發明者鄧祥元, 高坤, 丁婉婉, 盧芙蓉 申請人:江蘇科技大學