專利名稱:一種微藻培養(yǎng)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域：
，尤指一種能夠充分利用自然光的、規(guī)模化的微藻培養(yǎng)方法及裝置。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的微藻培養(yǎng)中，根據(jù)微藻生長速度和比生長速度的變化情況，將微藻的生長分為遲緩期、對數(shù)生長期、平臺期和衰退期四個時期。其中，遲緩期又稱延滯期，適應(yīng)期， 這個時期是微藻剛接種到新的培養(yǎng)基中，由于處于新的生長環(huán)境中，在一段時間內(nèi)并不能馬上生長，該時期微藻的數(shù)量維持恒定、增加量很少。對數(shù)生長期是適應(yīng)了新的培養(yǎng)基之后的一個快速生長階段，該時期微藻的比生長速度最大，且能夠保持一個恒定的最大比生長速度生長，使微藻細(xì)胞數(shù)量呈指數(shù)級遞增。經(jīng)過快速生長后，微藻進(jìn)入平臺期，然后再進(jìn)入衰退期這兩個時期微藻幾乎不再生長，甚至?xí)霈F(xiàn)細(xì)胞數(shù)量衰減。如圖1所示，即為在 750nm的波長段測得的微藻生長整個周期的光密度(Optical Density, 0D)變化趨勢示意圖。該圖是以荒漠柵列藻為例的。
針對微藻培養(yǎng)過程中的不同生長時期，根據(jù)光合作用的原理，改變光合作用的某些條件，提高光合作用強(qiáng)度(指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖的數(shù)量)，是增加微藻產(chǎn)量的主要措施。如果能夠減短遲緩期，使微藻盡快進(jìn)入對數(shù)生長期，則可以使藻細(xì)胞快速生長；如果能夠使盡可能地維持處于對數(shù)生長期微藻處于快速生長的狀態(tài)下，則對微藻的生長將是極為有利的。
光合作用的條件主要包括光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等。目前的微藻培養(yǎng)裝置已經(jīng)能夠很好的控制光合反應(yīng)氣體中(X)2的濃度，而溫度的控制比較困難，其控制成本偏高，而光照作為微藻生長必不可少的外界條件之一，直接影響了微藻的細(xì)胞生長和產(chǎn)品的積累， 所以光照的調(diào)節(jié)在微藻培養(yǎng)過程中越來越受到關(guān)注。
現(xiàn)有技術(shù)中，對光照的調(diào)節(jié)一般有兩種方式一是使用人工光源，在培養(yǎng)過程中使用連續(xù)人工光源，不僅會增加成本投入、浪費(fèi)能源，而且會導(dǎo)致培養(yǎng)微藻的光反應(yīng)器內(nèi)的溫度大幅度的提高，超出微藻可以耐受的限度，對微藻生長造成不利影響。二是盡量減少光程，盡量減少光程會導(dǎo)致培養(yǎng)系統(tǒng)的體積變小，難以形成規(guī)?；囵B(yǎng)，從而使微藻培養(yǎng)的成本提高，不利于微藻的工業(yè)化產(chǎn)業(yè)進(jìn)程。
由于人工光源和縮短光程的調(diào)節(jié)方式成本都比較高，不利于微藻的培養(yǎng)，因此，自然光(即太陽光)就變成了微藻培養(yǎng)過程中最廉價和最適用的光源。由于自然光光照強(qiáng)度和照射角度，在一天當(dāng)中隨著太陽的東升西落在不斷的變化中，光照強(qiáng)度和照射角度變化很大，且目前的光反應(yīng)器一般是固定的，隨著陽光照射角度的變化，照射到反應(yīng)器上的光會隨著照射角度的變化而變?nèi)?，因此，現(xiàn)有技術(shù)中的光反應(yīng)器不能充分的利用自然光來促進(jìn)微藻細(xì)胞的增長，而只能被動的接受自然光，從而不能根據(jù)微藻不同生長時期的對光照的需求，不能實(shí)現(xiàn)在光強(qiáng)需要比較強(qiáng)時最大限度的接收太陽光，在需求比較小時盡可能少的接收太陽光。例如在對數(shù)生長期持續(xù)提供足夠強(qiáng)的自然光照，在遲緩期、平臺期和衰退期則不需要提供較強(qiáng)的陽光。
因此，對微藻接受自然光的光照強(qiáng)度的調(diào)節(jié)開始受到關(guān)注，公開號為 CN101405385A的發(fā)明專利申請，公開了一種可以按季節(jié)性固定反應(yīng)器的傾斜角度，每年調(diào)節(jié)兩次，在一定程度上可以促進(jìn)自然光的利用率，但上述方式仍然不能避免一天之中太陽東升西落所在成的光照強(qiáng)度和角度變化所帶來的光照減弱的問題，無法滿足連續(xù)培養(yǎng)的快速生長的需求。
由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中由于目前微藻一般是在一個固定的反應(yīng)器中進(jìn)行整個生長周期的培養(yǎng)，且光反應(yīng)器均不能實(shí)現(xiàn)針對微藻不同生長時期的不同需求來調(diào)整自然光的光照強(qiáng)度，從而為不同生長時期的微藻提供合適的光照強(qiáng)度，因此，不能充分合理的利用太陽光實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高效的微藻培養(yǎng)。在微藻的規(guī)?；囵B(yǎng)中，不能實(shí)現(xiàn)在低成本、低投入的情況下，獲取盡可能好的生長效果以提高微藻產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種微藻培養(yǎng)方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中光反應(yīng)器不能根據(jù)微藻的不同生長時期調(diào)整光照強(qiáng)度、不能充分合理的利用太陽光實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高效的微藻培養(yǎng)的問題。
一種微藻培養(yǎng)裝置，包括若干板式反應(yīng)器和位置調(diào)整部件、至少一個光強(qiáng)測定儀以及控制部件；
所述板式反應(yīng)器，用于培養(yǎng)選定藻種的微藻；
所述位置調(diào)整部件，用于承載所述板式反應(yīng)器并調(diào)整所承載的板式反應(yīng)器的位置，使所述板式反應(yīng)器能夠根據(jù)所培養(yǎng)的微藻藻種及微藻各生長時期對光照強(qiáng)度的需求情況，移動到能夠獲得相應(yīng)光照強(qiáng)度的位置；
所述光強(qiáng)測定儀，用于測定太陽光在各方位的光照強(qiáng)度，得到光強(qiáng)參數(shù)，以便根據(jù)所述光強(qiáng)需求情況和所述光強(qiáng)參數(shù)，確定各板式反應(yīng)器需要調(diào)整到的位置；
所述控制部件，用于根據(jù)各所述板式反應(yīng)器中的微藻藻種及微藻的生長時期，確定各所述板式反應(yīng)器中微藻的光強(qiáng)需求情況；以及根據(jù)所述光強(qiáng)需求情況和所述光強(qiáng)參數(shù)，確定各板式反應(yīng)器需要調(diào)整到的位置，并控制所述位置調(diào)整部件將所承載的板式反應(yīng)器調(diào)整到相應(yīng)的位置。
一種微藻培養(yǎng)方法，采用上述的微藻培養(yǎng)裝置，包括
將選定的至少一種藻種的微藻置于微藻培養(yǎng)裝置中的若干板式反應(yīng)器中培養(yǎng)；
微藻培養(yǎng)裝置中用于承載所述板式反應(yīng)器的位置調(diào)整部件，根據(jù)各板式反應(yīng)器中所培養(yǎng)的微藻藻種及微藻各生長時期對光照強(qiáng)度的需求情況，移動所述板式反應(yīng)器到能夠獲得相應(yīng)光照強(qiáng)度的位置。
本發(fā)明實(shí)施例提供的微藻培養(yǎng)方法及裝置，微藻培養(yǎng)裝置中用于承載所述板式反應(yīng)器的位置調(diào)整部件，根據(jù)各板式反應(yīng)器中所培養(yǎng)的微藻藻種及微藻各生長時期對光照強(qiáng)度的需求情況，移動所述板式反應(yīng)器到能夠獲得相應(yīng)光照強(qiáng)度的位置。上述方法能夠根據(jù)每個板式反應(yīng)器中微藻對光照強(qiáng)度的不同需求，調(diào)整板式反應(yīng)器的位置，以最大限度地充分利用自然光，使進(jìn)行光合作用的微藻細(xì)胞快速生長。通過在不同的板式反應(yīng)器中接種不同種類和/或不同生長時期的微藻，實(shí)現(xiàn)微藻的連續(xù)、高效培養(yǎng)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種微藻各生長時期OD值變化趨勢示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中微藻培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中微藻培養(yǎng)方法的流程圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中微藻培養(yǎng)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中微藻培養(yǎng)裝置的俯視圖；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中三角褐指藻各生長時期OD值變化趨勢對比圖；
圖7為本發(fā)明實(shí)施例一中牟氏角毛藻各生長時期OD值變化趨勢對比圖；
圖8為本發(fā)明實(shí)施例二中微藻培養(yǎng)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為本發(fā)明實(shí)施例二中微藻培養(yǎng)裝置的俯視圖；
圖10為本發(fā)明實(shí)施例三中微藻培養(yǎng)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11為本發(fā)明實(shí)施例三中板式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12為本發(fā)明實(shí)施例三中微藻收集部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13為本發(fā)明實(shí)施例四中微藻培養(yǎng)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖14為本發(fā)明實(shí)施例四中微藻培養(yǎng)裝置的俯視圖；
圖15為本發(fā)明實(shí)施例四中板式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖16為本發(fā)明實(shí)施例四中微藻各生長時期OD值變化趨勢對比圖；
圖17為本發(fā)明實(shí)施例五中微藻培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖18為本發(fā)明實(shí)施例五中微藻培養(yǎng)裝置的俯視圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施例提供的微藻培養(yǎng)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括若干板式反應(yīng)器10 和位置調(diào)整部件40。其中
板式反應(yīng)器10，用于培養(yǎng)選定藻種的微藻。
光強(qiáng)測定儀20，用于實(shí)時測定太陽光在各方位的光照強(qiáng)度，得到光強(qiáng)參數(shù)并發(fā)送給控制部件30。光強(qiáng)測定儀30安裝在位置調(diào)整部件40或至少一個板式反應(yīng)器10上。光強(qiáng)測定儀30測定太陽光在各方位的光照強(qiáng)度得到的光強(qiáng)參數(shù)與太陽高度角、太陽方位角相關(guān)。本申請中主要是針對太陽方位角的變化，對光反應(yīng)器接收光照的方位和角度進(jìn)行調(diào)整的。
控制部件30，用于根據(jù)各板式反應(yīng)器10中的微藻藻種及微藻的生長時期，確定各板式反應(yīng)器10中微藻的光強(qiáng)需求情況；以及根據(jù)光強(qiáng)需求情況和光強(qiáng)測定儀20得到的光強(qiáng)參數(shù)，確定各板式反應(yīng)器10需要調(diào)整到的位置。
位置調(diào)整部件40，用于承載板式反應(yīng)器10，并調(diào)整所承載的板式反應(yīng)器10的位置，使板式反應(yīng)器10能夠根據(jù)所培養(yǎng)的微藻藻種及微藻各生長時期對光照強(qiáng)度的需求情況，移動到能夠獲得相應(yīng)光照強(qiáng)度的位置。
上述微藻培養(yǎng)裝置，還包括控制部件30，用于根據(jù)各板式反應(yīng)器10中的微藻藻種及微藻的生長時期，確定各板式反應(yīng)器10中微藻的光強(qiáng)需求情況；以及根據(jù)光強(qiáng)需求情況和表征太陽光在各方位光照強(qiáng)度的光強(qiáng)參數(shù)，確定各板式反應(yīng)器10需要調(diào)整到的位置，并控制位置調(diào)整部件40將所承載的板式反應(yīng)器調(diào)整到相應(yīng)的位置。
上述微藻培養(yǎng)裝置，還包括至少一個光強(qiáng)測定儀20，用于測定太陽光在各方位的光照強(qiáng)度，得到光強(qiáng)參數(shù)并發(fā)送給控制部件30。
上述微藻培養(yǎng)裝置，還包括與板式反應(yīng)器10的曝氣管(即進(jìn)氣管)相連的通氣裝置50，用于向板式反應(yīng)器10通入設(shè)定流量的空氣與二氧化碳的混合氣體。
采用上述微藻培養(yǎng)裝置培養(yǎng)微藻的方法流程如圖3所示，執(zhí)行步驟如下
步驟Sll 將選定的至少一種藻種的微藻置于微藻培養(yǎng)裝置中的若干板式反應(yīng)器中培養(yǎng)。
微藻培養(yǎng)裝置中的多個板式反應(yīng)器中可以培養(yǎng)同一種微藻，并在不同的時間接入，使其處于不同的生長時期，具有不同的光照強(qiáng)度需求。也可以培養(yǎng)兩種以上的微藻，并將這兩種以上的微藻接種到不同區(qū)域的板式反應(yīng)器中，根據(jù)不同種類的微藻對光照強(qiáng)度的不同需求，調(diào)節(jié)反應(yīng)器的位置。
微藻光合作用所需的設(shè)定流量的空氣與二氧化碳的混合氣體，通過與板式反應(yīng)器的曝氣管相連的通氣裝置通入。
步驟S12 通過光強(qiáng)測定儀確定光強(qiáng)參數(shù)，發(fā)送給控制部件。
上述微藻培養(yǎng)裝置中的光強(qiáng)測定儀可以實(shí)時的監(jiān)控和測定太陽光在各方位的光照強(qiáng)度，根據(jù)太陽光在板式反應(yīng)器所在空間的各個方位的光照強(qiáng)度得到光強(qiáng)參數(shù)，并發(fā)送給微藻培養(yǎng)裝置中的控制部件。其中，各個方位的光照強(qiáng)度與太陽高度角、太陽方位角相關(guān)，一天之中太陽光在板式反應(yīng)器所在空間的各個方位的光照強(qiáng)度隨著太陽的東升西落所導(dǎo)致的太陽方位角的變化而變化。
該光強(qiáng)測定儀測量并確定光強(qiáng)參數(shù)步驟不是必須的，可以不執(zhí)行，而根據(jù)日常對所述微藻培養(yǎng)裝置所在地的太陽光各方位照射強(qiáng)度的經(jīng)驗值確定。
步驟S13 確定各板式反應(yīng)器中微藻的光強(qiáng)需求情況。
各板式反應(yīng)器中微藻的光強(qiáng)需求情況由微藻培養(yǎng)裝置中的控制部件根據(jù)各板式反應(yīng)器中的微藻藻種及微藻的生長時期確定。
該步驟可以由控制部件確定，也可以人為確定。
步驟S14 確定各板式反應(yīng)器需要調(diào)整到的位置。
一般根據(jù)太陽光照強(qiáng)度的變化，以及各板式反應(yīng)器中微藻的光強(qiáng)需求情況，來確定將板式反應(yīng)器調(diào)整到哪個位置區(qū)域或?qū)⑵湔{(diào)整至哪個位置方位。也就是說，可以根據(jù)微藻的光強(qiáng)需求情況和步驟S12中確定出的光照參數(shù)確定各板式反應(yīng)器需要調(diào)整到的位置。
該步驟可以由控制部件實(shí)現(xiàn)確定各板式反應(yīng)器需要調(diào)整到的位置，也可以人為確定。
步驟S15 將培養(yǎng)微藻的板式反應(yīng)器調(diào)整到相應(yīng)的位置。
微藻培養(yǎng)裝置中用于承載板式反應(yīng)器的位置調(diào)整部件，根據(jù)各板式反應(yīng)器中所培養(yǎng)的微藻藻種及微藻各生長時期對光照強(qiáng)度的需求情況，移動板式反應(yīng)器到能夠獲得相應(yīng)光照強(qiáng)度的位置。
位置調(diào)整可以通過控制部件控制實(shí)現(xiàn)，也可以由人工實(shí)現(xiàn)推動實(shí)現(xiàn)。通過控制部件實(shí)現(xiàn)時，具體為通過微藻培養(yǎng)裝置中的控制部件控制用于承載板式反應(yīng)器的位置調(diào)整部件將所承載的板式反應(yīng)器調(diào)整到相應(yīng)的位置。[0061]也就是說，在微藻培養(yǎng)裝置中控制部件和光強(qiáng)測定儀都不是必須的，本申請的核心是能夠?qū)崿F(xiàn)板式反應(yīng)器的移動，以調(diào)整光照強(qiáng)度。
當(dāng)在微藻培養(yǎng)裝置的不同區(qū)域中的板式反應(yīng)器內(nèi)接種不同種類的微藻時，根據(jù)每一種微藻的生長時期確定光強(qiáng)需求情況，根據(jù)光強(qiáng)參數(shù)，將用于培養(yǎng)需要光照強(qiáng)度最大的、 處于對數(shù)生長期的微藻的板式反應(yīng)器通過位置調(diào)整部件調(diào)整至光光照強(qiáng)度最強(qiáng)的區(qū)域中。
當(dāng)在所述微藻培養(yǎng)裝置的若干板式反應(yīng)器內(nèi)接種處于不同生長時期的不同濃度的微藻時，由控制部件根據(jù)板式反應(yīng)器中微藻的生長時期，確定優(yōu)先級最高的一個板式反應(yīng)器，將優(yōu)先級最高的板式反應(yīng)器通過位置調(diào)整部件調(diào)整至光照強(qiáng)度最強(qiáng)的位置處。
其中，在微藻培養(yǎng)裝置的若干板式反應(yīng)器內(nèi)接種處于不同生長時期的不同濃度的微藻時，具體可以在第一板式反應(yīng)器中接種選定藻種的微藻，當(dāng)微藻藻液增長至設(shè)定濃度時，通過位置調(diào)整部件第一板式反應(yīng)器中設(shè)定比例的微藻藻液輸送給第二板式反應(yīng)器進(jìn)行接種培養(yǎng)。
在實(shí)際應(yīng)用中，上述微藻培養(yǎng)裝置可以設(shè)計成各種可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)太陽各方位的光照強(qiáng)度調(diào)整板式反應(yīng)器位置的微藻培養(yǎng)裝置，在下面的實(shí)施例中詳細(xì)介紹上述微藻培養(yǎng)裝置的各種具體結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例一
本發(fā)明實(shí)施例一提供的微藻培養(yǎng)裝置，是一種具有圓形軌道的軌道式培養(yǎng)裝置， 其立體結(jié)構(gòu)如圖4所示，俯視圖如圖5所示，包括若干板式反應(yīng)器11、光強(qiáng)測定儀21、控制部件31、以及由圓形軌道411(移動軌道)和移動支架412組成的位置調(diào)整部件41。其中， 位置調(diào)整部件41中還包括動力單元，動力單元在圖4和5中未標(biāo)示。
也就是說，位置調(diào)整部件，包括動力單元、圓形的移動軌道411和移動支架412。 其中，動力單元，用于在控制部件31的控制下驅(qū)動移動支架412沿移動軌道411運(yùn)動；移動支架412在動力單元的驅(qū)動下沿圓形的移動軌道411運(yùn)動，帶動所承載的板式反應(yīng)器11沿圓形軌道411移動，將板式反應(yīng)器11調(diào)整到相應(yīng)的位置處。
移動支架412底部裝有滑輪，滑輪能夠與圓形軌道411配合，并在動力單元的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)帶動移動支架412沿圓形軌道411移動。
上述微藻培養(yǎng)裝置還包括安裝在圓形軌道411的選定位置處的微藻收集組部件 61，用于收集板式反應(yīng)器11中培養(yǎng)的待收集的微藻。例如圖中所示的是安裝在圓形軌道北面的位置上。
上述各板式反應(yīng)器11培養(yǎng)微藻所需的混合氣體通過通氣裝置供給。
圖中光強(qiáng)測定儀是以安裝在3區(qū)中為例，當(dāng)然也可以安裝在其他區(qū)域中，既可以安裝在某一個板式反應(yīng)器上，也可以安裝在反應(yīng)器支架或圓形軌道上。
較佳的，上述微藻培養(yǎng)裝置可以在位于不同區(qū)域中的板式反應(yīng)器內(nèi)接種不同種類的微藻，由控制部件根據(jù)每一種微藻的生長時期確定光強(qiáng)需求情況，根據(jù)光強(qiáng)參數(shù)，將培養(yǎng)需要光照強(qiáng)度最大的、處于對數(shù)生長期的微藻的板式反應(yīng)器通過圓形軌道和移動支架調(diào)整至光光照強(qiáng)度最強(qiáng)的區(qū)域中。
以在上述微藻培養(yǎng)裝置培養(yǎng)兩種對光照強(qiáng)度需求不同微藻為例，按照所培養(yǎng)的兩種微藻的生長時期及對光照強(qiáng)度的需求情況，調(diào)整微藻培養(yǎng)裝置中板式反應(yīng)器的位置，為所培養(yǎng)的微藻提供合適光照。CN 101735948 B[0075]例如培養(yǎng)牟氏角毛藻(Chaetoceros mualleri)禾口三角揭指藻(Phaeodactylum tricornutum)兩種不同的微藻，其中，牟氏角毛藻(FACHB-862)購自武漢中科院水生所，三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)購自中科院海洋所。對數(shù)生長期的牟氏角毛藻的光照強(qiáng)度需求為200士50umol/(m2. s)，對數(shù)生長期的三角褐指藻的光照為100士50umol/
(m2. s) ο
在圖4的軌道式培養(yǎng)裝置中，按照方位的不同可以劃分為6個區(qū)域，其中，位于北面的區(qū)域為5區(qū)，沿順時針方向依次為4、3、1、2、6區(qū)。將已處于對數(shù)生長期的三角褐指藻接種到1，2，6區(qū)的板式反應(yīng)器中，用改良的f/2培養(yǎng)液作為培養(yǎng)基，接種的比率為3 1，微藻藻液的初始OD75tl為0. 519 (在750nm的波長段測得，本申請中下面提到的OD值均在750nm 的波長段測得，后續(xù)不再說明)。將已處于對數(shù)生長期的牟氏角毛藻接種到3，4，5區(qū)的板式反應(yīng)器中，接種的微藻藻液的初始OD75tl值為0. 652。接種微藻之后，從各板式反應(yīng)器的底部曝氣頭通入(X)2和空氣的混合氣體，通氣量為2. 5L/min，混合氣體中(X)2的濃度為5%。
例如接種時間選在下午16:00左右，此時，由光強(qiáng)測定儀可以測定出西面的光強(qiáng)大于東面時，則板式反應(yīng)器沿順時針旋轉(zhuǎn)，使接種光強(qiáng)需求比較大的牟氏角毛藻的原 3，4，5區(qū)的板式反應(yīng)器旋轉(zhuǎn)至西面。在一天當(dāng)中，根據(jù)光強(qiáng)測定儀的測定結(jié)果，由控制部件控制板式反應(yīng)器沿圓形軌道移動，以3區(qū)的板式反應(yīng)器為例，其移動的方向依次為 3 — 1 — 2 — 6 — 5 — 4區(qū)。板式反應(yīng)器的沿圓形軌道的運(yùn)動由控制部件控制動力單元驅(qū)動移動支架沿圓形軌道運(yùn)動，由移動支架帶動所承載的板式反應(yīng)器沿圓形軌道移動，將板式反應(yīng)器調(diào)整到相應(yīng)的位置處。具體通過移動支架底部安裝的滑輪在動力單元的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動帶動移動支架沿圓形軌道移動。
上述改良的f/2培養(yǎng)液的成分如下表1所示.
表 1
營養(yǎng)物質(zhì)濃度(mg/L)
NaNO33 Γ5
尿素15
Na2SiO3.9H2030
NaH2PO4.2H205 66
Na2HPO4δΤΤδ
FeCl3. 6Η203. 162
Na2. EDTA3. 419
CuSO4. 5Η20οΓο
ZnSO4. 7Η200. 023CoCL2. 6H200. 012
MnCL2.4Η20οΤΤδ
Na2Mo04.2H20θΓθ7
VBlθ7
VB120. 5 X ICT3
生物素0. 5 X ICT3
MgCl2. 7Η20 Γδ
海水晶30
上述表1中，海水晶是一種常用模擬海水的物質(zhì)，本申請中配制改良的f/2培養(yǎng)液時的海水晶購自天津中鹽海洋生物科學(xué)有限公司。
該實(shí)施方案中將光照強(qiáng)度需求不同的微藻放在圓形軌道不同位置的板式反應(yīng)器中培養(yǎng)，當(dāng)太陽照射角度變化時，通過調(diào)整板式反應(yīng)器的位置使其接受陽光的角度和方位有所不同，可以最大限度地利用自然光，來滿足各個微藻的生長需求。當(dāng)微藻由對數(shù)生長期達(dá)到平臺期時，將板式反應(yīng)器沿圓形軌道移動至位于北面的收集部件位置處進(jìn)行收集。
通過上述具體試驗得到的三角褐指藻和牟氏角毛藻的培養(yǎng)結(jié)果，與現(xiàn)有技術(shù)中采用固定的板式反應(yīng)器(對照組)的培養(yǎng)結(jié)果對比，如圖6和圖7所示。其中，圖6為采用上述可移動的板式反應(yīng)器(移動反應(yīng)器)培養(yǎng)的三角褐指藻與固定的板式反應(yīng)器培養(yǎng)的三角褐指藻的OD (OD750)值對比曲線圖，由圖6中可以看出，采用可移動的板式反應(yīng)器的培養(yǎng)結(jié)果優(yōu)于固定的板式反應(yīng)器，其生長速率約提高到了原來的1. 25倍。圖7為采用上述可移動的板式反應(yīng)器培養(yǎng)的牟氏角毛藻與固定的板式反應(yīng)器培養(yǎng)的牟氏角毛藻的OD(OD75tl)值對比曲線圖，由圖7中可以看出，采用可移動的板式反應(yīng)器的培養(yǎng)結(jié)果優(yōu)于固定的板式反應(yīng)器，其生長速率約提高到了原來的1.967倍。
實(shí)施例二
本發(fā)明實(shí)施例二提供的微藻培養(yǎng)裝置，是一種具有橢圓形軌道的軌道式培養(yǎng)裝置，其立體結(jié)構(gòu)如圖8所示，俯視圖如圖9所示，包括若干板式反應(yīng)器12、光強(qiáng)測定儀22、 控制部件32、以及由橢圓形軌道421 (移動軌道)和移動支架422組成的位置調(diào)整部件42。 其中，位置調(diào)整部件42中還包括動力單元，動力單元在圖8和9中未標(biāo)示。
也就是說，位置調(diào)整部件，包括動力單元、橢圓形的移動軌道421和移動支架 422。其中，動力單元，用于在控制部件32的控制下驅(qū)動移動支架422沿移動軌道421運(yùn)動； 移動支架422在動力單元的驅(qū)動下沿橢圓形的移動軌道421運(yùn)動，帶動所承載的板式反應(yīng)器12沿橢圓形軌道421移動，將板式反應(yīng)器12調(diào)整到相應(yīng)的位置處。
移動支架422底部裝有滑輪，滑輪能夠與橢圓形軌道421配合，并在動力單元的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)帶動移動支架422沿橢圓形軌道421移動。
上述微藻培養(yǎng)裝置還包括安裝在橢圓形軌道421的選定位置處的微藻收集組部
11件62，用于收集板式反應(yīng)器12中培養(yǎng)的待收集的微藻。例如圖8和9中所示的是安裝在圓形軌道北面的位置上。
上述各板式反應(yīng)器12培養(yǎng)微藻所需的混合氣體也通過通氣裝置供給。
圖中是每個板式反應(yīng)器上安裝一個光強(qiáng)測定儀是以為例，當(dāng)然也可以只在某一個板式反應(yīng)器上安裝，或在反應(yīng)器支架或橢圓形軌道上安裝。
較佳的，上述微藻培養(yǎng)裝置可以在位于不同區(qū)域中的板式反應(yīng)器內(nèi)接種不同種類或相同種類的微藻?？梢栽诓煌臅r間接入接種相同種類的微藻，或在同一時間接入處于不同生長期的微藻。由控制部件根據(jù)每一種微藻的生長時期確定光強(qiáng)需求情況，根據(jù)光強(qiáng)參數(shù)，將用于培養(yǎng)需要光照強(qiáng)度最大的、處于對數(shù)生長期的微藻的板式反應(yīng)器通過橢圓形軌道和移動支架調(diào)整至光光照強(qiáng)度最強(qiáng)的區(qū)域中。
以在上述微藻培養(yǎng)裝置培養(yǎng)處于不同生長期的微藻為例，按照微藻不同生長時期及對光照強(qiáng)度的需求情況，將處于不同生長時期的微藻接入到不同區(qū)域的板式反應(yīng)器中， 當(dāng)微藻的生長時期發(fā)生變化時，調(diào)整板式反應(yīng)器的位置，以適應(yīng)不同生長期對光照強(qiáng)度的不同要求。
例如將購自武漢中科院水生所的牟氏角毛藻(Chaetoceros mualleri) (FACHB-862)分批次分別在不同的時間接種到上述微藻培養(yǎng)裝置的不用區(qū)域中。其中，在圖8和9的軌道式培養(yǎng)裝置中，按照方位的不同可以劃分為4個區(qū)域，位于北面的區(qū)域為1 區(qū)，沿順時針方向依次為1、3、2、4區(qū)。培養(yǎng)的流程具體為
首先，在1區(qū)中的板式反應(yīng)器中接種牟氏角毛藻用改良的f/2培養(yǎng)液作為培養(yǎng)基，接種的比率為3 1，微藻藻液的初始0叫5(|為0.598，接種期所需的光照強(qiáng)度為 100 士 25umol/(m2. s)。接種微藻之后，從各板式反應(yīng)器的底部曝氣頭通入CO2和空氣的混合氣體，通氣量為2. 5L/min，混合氣體中(X)2的濃度為5%。此時，微藻處于延滯期，軌道保持靜止?fàn)顟B(tài)，一天后，過了延滯期該軌道開始運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)方向為1-3-2-4區(qū)，即將原來位于1區(qū)中的板式反應(yīng)器調(diào)整至光照強(qiáng)度較佳的2區(qū)。第五天之后，在調(diào)整后位于1區(qū)中的板式反應(yīng)器中新接種一批微藻，接種濃度和接種比例同前，在接種一天之后的第六天，即新接種的微藻過了延滯期之后，根據(jù)安裝在所有板式反應(yīng)器上的光強(qiáng)測定儀和各個板式反應(yīng)器中微藻對光照強(qiáng)度的需求情況，確定將新接種了微藻的1區(qū)中的反應(yīng)器調(diào)整至2區(qū)，如此循環(huán)。 同樣的，3區(qū)和4區(qū)中的板式反應(yīng)器也可以參與上述循環(huán)培養(yǎng)過程，
當(dāng)某個板式反應(yīng)器中的微藻生長至平臺期時，即可以通過橢圓形軌道將該板式反應(yīng)器移動至收集部件的位置處，統(tǒng)一進(jìn)行收集。圖8和9中所示的收集部件位于北面。
上述當(dāng)板式反應(yīng)器中的微藻處于不同生長時期時，調(diào)整板式反應(yīng)器至不同的位置區(qū)域中，來獲取不同的光照強(qiáng)度。由于延滯期初始細(xì)胞濃度低，生長緩慢，平臺期微藻生長也已經(jīng)趨于緩慢，因此需要的光照強(qiáng)度低；對數(shù)生長期，細(xì)胞快速生長，細(xì)胞生長所需的光照強(qiáng)度高，當(dāng)板式反應(yīng)器中的微藻處于對數(shù)生長期時，調(diào)整至強(qiáng)光區(qū)；當(dāng)板式反應(yīng)器中微藻處于延滯期和平臺期時，調(diào)整至弱光區(qū)。在每個板式反應(yīng)器上安裝光強(qiáng)測定儀，測定板式反應(yīng)器所在區(qū)域360度范圍內(nèi)各個方向的光強(qiáng)，找到最佳的光照角度，并通過控制部件控制位置調(diào)整部件的驅(qū)動單元驅(qū)動位置調(diào)整部件沿橢圓形軌道運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)將板式反應(yīng)器調(diào)整到所需的位置處。這樣既保證了對數(shù)生長期的高光強(qiáng)需求，同時又會由于光照強(qiáng)度太高，而殺死處于延滯期或平臺期的狀態(tài)不佳的藻細(xì)胞。[0097]實(shí)施例三
本發(fā)明實(shí)施例三提供的微藻培養(yǎng)裝置，是一種具有圓形軌道的軌道式培養(yǎng)裝置， 其立體結(jié)構(gòu)如圖10所示，包括若干板式反應(yīng)器13(如圖10中所示的板式反應(yīng)器13(a)、 13(b)、13 (c)、13(d)等)、光強(qiáng)測定儀23、控制部件33、以及由圓形軌道431(移動軌道)和轉(zhuǎn)動支架432組成的位置調(diào)整部件43。其中，位置調(diào)整部件43中還包括動力單元，動力單元在圖10中未標(biāo)示。
也就是說，位置調(diào)整部件43，包括動力單元、圓形的移動軌道431和轉(zhuǎn)動支架 432。其中，轉(zhuǎn)動支架432底部安裝有滑輪，滑輪能夠沿圓形軌道431運(yùn)動，通過滑輪的運(yùn)動使轉(zhuǎn)動支架432繞圓形軌道431的中心轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動支架432再帶動所承載的板式反應(yīng)器13 繞圓形軌道431的中心轉(zhuǎn)動，將板式反應(yīng)器13調(diào)整到相應(yīng)的位置處。其中滑輪安裝在圓形軌431的凹槽內(nèi)，可在凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動前進(jìn)。
上述板式反應(yīng)器13 (包括13 (a)、13(b)、13 (c)、13(d)等)放置在轉(zhuǎn)動支架432上， 呈放射狀。其結(jié)構(gòu)如圖11所示，板式反應(yīng)器13上除了設(shè)置的光強(qiáng)測定儀23之外，其本身的結(jié)構(gòu)具體包括反應(yīng)容器131和透光性好的有機(jī)玻璃蓋132，設(shè)置在反應(yīng)容器131上方兩側(cè)的的曝氣管133和設(shè)置在反應(yīng)容器131上方中間的排氣口 134，以及設(shè)置在反應(yīng)容器131 外側(cè)上端的進(jìn)料閥門135和設(shè)置在底部外側(cè)的排水口 136。其中，曝氣管133用于導(dǎo)入光合反應(yīng)所需要的混合氣體，排氣口 134用于排出反應(yīng)后的氣體。進(jìn)料閥門135用于接種注入微藻的培養(yǎng)液，排水口 136可用于排出微藻藻液，以便收集微藻。曝氣管133、排氣口 134、 進(jìn)料閥門135和排水口 136等結(jié)構(gòu)的設(shè)計位置不限于圖中所示的位置，其他實(shí)施例中的板式反應(yīng)器也具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，其設(shè)計位置也不限與圖11中所示。
上述微藻培養(yǎng)裝置還包括通氣裝置53，通氣裝置53上有硅膠管與各板式反應(yīng)器 12上的曝氣管相連。
上述微藻培養(yǎng)裝置還包括安裝在圓形軌道431下方的微藻收集組部件63，微藻收集部件63如圖12所示，為倒置圓錐型的收集部件。微藻收集部件63的圓錐型631外沿向外延伸出法蘭盤633，該法蘭盤633與圓形軌道431的內(nèi)側(cè)邊緣相連接。微藻收集部件 63用于收集板式反應(yīng)器13中培養(yǎng)的待收集的微藻。如圖12所示，微藻收集部件63的倒置圓錐型631的頂尖部位，設(shè)置出口閥632，通過出口閥632的開啟和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)控制收集的微藻從收集裝置中的導(dǎo)出或存放。
圖10中是每個板式反應(yīng)器13上安裝一個光強(qiáng)測定儀23是以為例，當(dāng)然也可以只在某一個板式反應(yīng)器13上安裝，或在轉(zhuǎn)動支架432或圓形軌道431上安裝。
較佳的，上述微藻培養(yǎng)裝置可以在位于不同的板式反應(yīng)器13內(nèi)接種不同生長時期的不同種類或相同種類的微藻(即接種不同濃度的微藻藻液)，即接種微藻時，在不同的時間接入。由控制部件根據(jù)板式反應(yīng)器13中微藻的生長時期，確定優(yōu)先級最高的一個板式反應(yīng)器13 ；將優(yōu)先級最高的板式反應(yīng)器13通過圓形軌道431和轉(zhuǎn)動支架432調(diào)整至光照強(qiáng)度最強(qiáng)的位置處。
例如將配置好的一定體積的培養(yǎng)液由進(jìn)料閥門135注入板式反應(yīng)器13(a)、 13(b)、13 (c)、13(d)中，然后關(guān)閉進(jìn)料閥門135。在板式反應(yīng)器13 (a)、13 (b)、13 (c)、13 (d) 中接種由高到低四個濃度的微藻。其中，控制部件33根據(jù)接種濃度確定板式反應(yīng)器13(a) 的優(yōu)先級最高。隨著光照強(qiáng)度的變化，控制部件33控制板式反應(yīng)器13隨轉(zhuǎn)動支架運(yùn)動，維持板式反應(yīng)器13(a)上安裝的光強(qiáng)測定儀在最大讀數(shù)。
經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)，板式反應(yīng)器13(a)中的微藻進(jìn)入平臺期，則可以打開板式反應(yīng)器13 (a)底部的排水口，將微藻藻液注入到微藻收集部件63中，收集微藻細(xì)胞，最后微藻細(xì)胞經(jīng)過沖洗清潔后通過微藻收集部件63上的閥門632匯總收集。在從板式反應(yīng)器 13(a)中收集微藻時，可以留下部分微藻藻液作為接種用的藻種，通過進(jìn)料閥門135加入新鮮的培養(yǎng)基，開始進(jìn)行下一輪培養(yǎng)。
并且控制部件33重新確定優(yōu)先級最高的板式反應(yīng)器13，例如此時板式反應(yīng)器 13(b)的優(yōu)先級變?yōu)樽罡?，則隨著光照強(qiáng)度的變化，控制部件33控制板式反應(yīng)器13隨轉(zhuǎn)動支架432運(yùn)動，維持板式反應(yīng)器13(b)上安裝的光強(qiáng)測定儀在最大讀數(shù)。以此類推，循環(huán)培養(yǎng)各個板式反應(yīng)器13中的微藻。并確保按照接種濃度高低，微藻處于不同的光強(qiáng)區(qū)域中， 隨著微藻細(xì)胞濃度的增大，光照強(qiáng)度隨著增加，滿足藻細(xì)胞不同生長階段對光強(qiáng)的需求。
實(shí)施例四
本發(fā)明實(shí)施例四提供的微藻培養(yǎng)裝置，是一種具有旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式培養(yǎng)裝置，其立體結(jié)構(gòu)如圖13所示，俯視圖如圖14所示，包括板式反應(yīng)器14、光強(qiáng)測定儀M、控制部件34、以及由旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺441和反應(yīng)器支架442組成的位置調(diào)整部件44。其中，位置調(diào)整部件44中還包括動力單元，動力單元在圖13和14中未標(biāo)示。
反應(yīng)器支架442，用于支撐板式反應(yīng)器14。動力單元，用于在控制部件34的控制下驅(qū)動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺441作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺441在動力單元驅(qū)動下作轉(zhuǎn)動，帶動反應(yīng)器支架442圍繞旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺441的軸線轉(zhuǎn)動，將反應(yīng)器支架442上的板式反應(yīng)器14調(diào)整到相應(yīng)的位置處。
圖13和14中，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺441上僅安裝一個反應(yīng)器支架442，反應(yīng)器支架442上安置一個板式反應(yīng)器14。安裝的反應(yīng)器支架442的中心線、板式反應(yīng)器14的中心線與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺441的旋轉(zhuǎn)中心重合。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺441通過自身的轉(zhuǎn)動，帶動反應(yīng)器支架442及所承載的板式反應(yīng)器14均繞各自的中心線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，調(diào)整板式反應(yīng)器14接收光照的角度。當(dāng)然， 實(shí)際應(yīng)用中也可以允許偏離，依然能夠?qū)崿F(xiàn)位置調(diào)整。
本實(shí)施例中，光強(qiáng)測定儀M具體包括為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺441上安裝的感光物質(zhì)，感光物質(zhì)用于感應(yīng)太陽光照，確定光強(qiáng)參數(shù)；以及控制部件34根據(jù)光強(qiáng)參數(shù)控制旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺441隨光強(qiáng)參數(shù)中包含的各方位的光照強(qiáng)度的變化而轉(zhuǎn)動。
上述微藻培養(yǎng)裝置還包括用于收集板式反應(yīng)器14中培養(yǎng)的微藻的微藻收集組部件和用于為板式反應(yīng)器14提供設(shè)定流量的混合氣體的通氣裝置。
上述板式反應(yīng)器14的結(jié)構(gòu)可以如圖15所示，包括反應(yīng)容器141，設(shè)置在反應(yīng)容器 141外側(cè)下端的出料口 142和設(shè)置在底部過濾口 143和排水口 144。其中，出料口 142用于收集微藻。過濾口 143和排水口 144用于排出藻液，過濾口 143處安裝濾膜，且濾膜上下均安裝有塞蓋，排水口 144處也安裝有塞蓋。板式反應(yīng)器14上也設(shè)置曝氣管、排氣口、進(jìn)料閥門等結(jié)構(gòu)，圖中未進(jìn)行標(biāo)示。
圖13和14中是以采用感光物質(zhì)測定光照強(qiáng)度為例進(jìn)行說明的，當(dāng)然也可以在板式反應(yīng)器14或旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺441上安裝光強(qiáng)測定儀。
在上述微藻培養(yǎng)裝置的板式反應(yīng)器中接種設(shè)定濃度的微藻，通過板式反應(yīng)器的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)半連續(xù)的培養(yǎng)。例如，在板式反應(yīng)器中接種荒漠柵列藻(kenedesmusdeserticola)，荒漠柵列藻購自暨南大學(xué)。采用BGll培養(yǎng)基培養(yǎng)，接種比例為3 1，接種濃度初始OD75tl為0. 6 0. 8，在自然光下培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度保持在為25士5°C。
上述采用的BGll培養(yǎng)液的成分如下表2所示。
表2
權(quán)利要求
1.一種微藻培養(yǎng)裝置，其特征在于，包括若干板式反應(yīng)器、位置調(diào)整部件、至少一個光強(qiáng)測定儀以及控制部件；所述板式反應(yīng)器，用于培養(yǎng)選定藻種的微藻；所述位置調(diào)整部件，用于承載所述板式反應(yīng)器并調(diào)整所承載的板式反應(yīng)器的位置，使所述板式反應(yīng)器能夠根據(jù)所培養(yǎng)的微藻藻種及微藻各生長時期對光照強(qiáng)度的需求情況，移動到能夠獲得相應(yīng)光照強(qiáng)度的位置；所述光強(qiáng)測定儀，用于測定太陽光在各方位的光照強(qiáng)度，得到光強(qiáng)參數(shù)，以便根據(jù)所述光強(qiáng)需求情況和所述光強(qiáng)參數(shù)，確定各板式反應(yīng)器需要調(diào)整到的位置；所述控制部件，用于根據(jù)各所述板式反應(yīng)器中的微藻藻種及微藻的生長時期，確定各所述板式反應(yīng)器中微藻的光強(qiáng)需求情況；以及根據(jù)所述光強(qiáng)需求情況和所述光強(qiáng)參數(shù)，確定各板式反應(yīng)器需要調(diào)整到的位置，并控制所述位置調(diào)整部件將所承載的板式反應(yīng)器調(diào)整到相應(yīng)的位置。
2.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，所述位置調(diào)整部件，包括動力單元、移動軌道和移動支架；所述動力單元，用于在所述控制部件的控制下驅(qū)動所述移動支架沿所述移動軌道運(yùn)動；所述移動支架在所述動力單元的驅(qū)動下沿所述移動軌道運(yùn)動，帶動所承載的所述板式反應(yīng)器沿所述移動軌道移動，將所述板式反應(yīng)器調(diào)整到相應(yīng)的位置處。
3.如權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于，所述移動軌道為圓形軌道或橢圓形軌道； 所述移動支架底部裝有滑輪，所述滑輪能夠與所述圓形軌道或橢圓形軌道配合，并在所述動力單元的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)帶動移動支架沿所述圓形軌道或橢圓形軌道移動。
4.如權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征在于，所述微藻培養(yǎng)裝置，還包括微藻收集部件，安裝在所述移動軌道的選定位置處，用于收集所述板式反應(yīng)器中培養(yǎng)的待收集的微藻。
5.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，所述位置調(diào)整部件，包括動力單元、圓形軌道和轉(zhuǎn)動支架；所述動力單元，用于在所述控制部件的控制下驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動支架底部安裝的滑輪沿所述圓形軌道運(yùn)動，帶動所述轉(zhuǎn)動支架繞所述圓形軌道的中心轉(zhuǎn)動；所述轉(zhuǎn)動支架底部安裝有滑輪，所述滑輪能夠沿所述圓形軌道運(yùn)動；所述轉(zhuǎn)動支架用于帶動所承載的所述板式反應(yīng)器繞所述圓形軌道的中心轉(zhuǎn)動，將所述板式反應(yīng)器調(diào)整到相應(yīng)的位置處。
6.如權(quán)利要求
5所述的裝置，其特征在于，所述微藻培養(yǎng)裝置，還包括微藻收集部件，為倒置圓錐型的收集部件，通過從圓錐型外沿向外延伸的法蘭盤與所述圓形軌道的內(nèi)側(cè)邊緣相連接，用于收集所述板式反應(yīng)器中培養(yǎng)的待收集的微藻。
7.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，所述位置調(diào)整部件，包括動力單元、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺和反應(yīng)器支架；所述反應(yīng)器支架，用于支撐所述板式反應(yīng)器；所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺在所述動力單元驅(qū)動下作轉(zhuǎn)動，帶動所述反應(yīng)器支架圍繞所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺的軸線轉(zhuǎn)動，將所述反應(yīng)器支架上的板式反應(yīng)器調(diào)整到相應(yīng)的位置處；所述動力單元，用于在所述控制部件的控制下驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
8.如權(quán)利要求
7所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺上安裝一個反應(yīng)器支架，所述反應(yīng)器支架上安置一個板式反應(yīng)器，安裝的反應(yīng)器支架的中心線、板式反應(yīng)器的中心線與所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心重合；所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺，具體用于通過自身的轉(zhuǎn)動，帶動所述反應(yīng)器支架及所承載的板式反應(yīng)器均繞各自的中心線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，調(diào)整所述板式反應(yīng)器接收光照的角度。
9.如權(quán)利要求
7所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺上安裝若干反應(yīng)器支架，所述反應(yīng)器支架的一端與所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺連接，每個所述反應(yīng)器支架上遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心的另一端上安置一個板式反應(yīng)器；所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺，具體用于通過自身的轉(zhuǎn)動，帶動所述反應(yīng)器支架繞所述旋轉(zhuǎn)中心擺動；所述反應(yīng)器支架帶動所承載的板式反應(yīng)器沿以旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心為圓心的圓周運(yùn)動，調(diào)整所述板式反應(yīng)器接收光照的角度。
10.如權(quán)利要求
9所述的裝置，其特征在于，所述位置調(diào)整部件，還包括支架抬升單元，用于抬升所述反應(yīng)器支架至設(shè)定的高度，使所述反應(yīng)器支架上的板式反應(yīng)器的高度高于其他板式反應(yīng)器支架上的板式反應(yīng)器的高度；將抬升后的所述反應(yīng)器支架旋轉(zhuǎn)至與選定的其他板式反應(yīng)器支架重疊的位置處，實(shí)現(xiàn)將抬升后的板式反應(yīng)器中的微藻藻液輸送給位置重疊后的其他板式反應(yīng)器進(jìn)行接種培養(yǎng)。
11.如權(quán)利要求
1-10任一所述的裝置，其特征在于，還包括通氣裝置，與所述板式反應(yīng)器的曝氣管相連，用于向所述板式反應(yīng)器通入設(shè)定流量的空氣與二氧化碳的混合氣體。
12.如權(quán)利要求
11所述的裝置，其特征在于，所述光強(qiáng)測定儀安裝在所述位置調(diào)整部件或至少一個板式反應(yīng)器上。
13.一種微藻培養(yǎng)方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求
1-10任一所述的微藻培養(yǎng)裝置， 包括將選定的至少一種藻種的微藻置于微藻培養(yǎng)裝置中的若干板式反應(yīng)器中培養(yǎng)；微藻培養(yǎng)裝置中用于承載所述板式反應(yīng)器的位置調(diào)整部件，根據(jù)各板式反應(yīng)器中所培養(yǎng)的微藻藻種及微藻各生長時期對光照強(qiáng)度的需求情況，移動所述板式反應(yīng)器到能夠獲得相應(yīng)光照強(qiáng)度的位置。
14.如權(quán)利要求
13所述的方法，其特征在于，還包括所述微藻培養(yǎng)裝置中的光強(qiáng)測定儀測定太陽光在各方位的光照強(qiáng)度，得到光強(qiáng)參數(shù)， 以便根據(jù)所述光強(qiáng)需求情況和所述光強(qiáng)參數(shù)，確定各板式反應(yīng)器需要調(diào)整到的位置。
15.如權(quán)利要求
14所述的方法，其特征在于，還包括所述微藻培養(yǎng)裝置中的控制部件根據(jù)各所述板式反應(yīng)器中的微藻藻種及微藻的生長時期，確定各所述板式反應(yīng)器中微藻的光強(qiáng)需求情況；以及根據(jù)所述光強(qiáng)需求情況和所述光強(qiáng)參數(shù)，確定各板式反應(yīng)器需要調(diào)整到的位置，并控制所述位置調(diào)整部件將所承載的板式反應(yīng)器調(diào)整到相應(yīng)的位置。
16.如權(quán)利要求
15所述的方法，其特征在于，在所述微藻培養(yǎng)裝置的不同區(qū)域中的板式反應(yīng)器內(nèi)接種不同種類的微藻；根據(jù)每一種微藻的生長時期確定所述光強(qiáng)需求情況，根據(jù)所述光強(qiáng)參數(shù)，將用于培養(yǎng)需要光照強(qiáng)度最大的、處于對數(shù)生長期的微藻的板式反應(yīng)器通過所述位置調(diào)整部件調(diào)整至光光照強(qiáng)度最強(qiáng)的區(qū)域中。
17.如權(quán)利要求
16所述的方法，其特征在于，在所述微藻培養(yǎng)裝置的若干板式反應(yīng)器內(nèi)接種處于不同生長時期的不同濃度的微藻；所述控制部件根據(jù)板式反應(yīng)器中微藻的生長時期，確定優(yōu)先級最高的一個板式反應(yīng)器；將優(yōu)先級最高的板式反應(yīng)器通過所述位置調(diào)整部件調(diào)整至光照強(qiáng)度最強(qiáng)的位置處。
18.如權(quán)利要求
17所述的方法，其特征在于，所述在所述微藻培養(yǎng)裝置的若干板式反應(yīng)器內(nèi)接種處于不同生長時期的不同濃度的微藻，具體包括在第一板式反應(yīng)器中接種選定藻種的微藻，當(dāng)所述微藻藻液增長至設(shè)定濃度時，通過所述位置調(diào)整部件將所述第一板式反應(yīng)器中設(shè)定比例的微藻藻液輸送給第二板式反應(yīng)器進(jìn)行接種培養(yǎng)。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種微藻培養(yǎng)方法及裝置，該方法包括若干板式反應(yīng)器和位置調(diào)整部件；板式反應(yīng)器，用于培養(yǎng)選定藻種的微藻；所述位置調(diào)整部件，用于承載所述板式反應(yīng)器并調(diào)整所承載的板式反應(yīng)器的位置，使所述板式反應(yīng)器能夠根據(jù)所培養(yǎng)的微藻藻種及微藻各生長時期對光照強(qiáng)度的需求情況，移動到能夠獲得相應(yīng)光照強(qiáng)度的位置。根據(jù)每個板式反應(yīng)器中微藻對光照強(qiáng)度的不同需求，移動并調(diào)整其位置，以充分利用自然光，實(shí)現(xiàn)微藻的連續(xù)、高效培養(yǎng)。
文檔編號C12M1/00GKCN101735948 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 201010001628
公開日2012年7月4日 申請日期2010年1月11日
發(fā)明者劉敏勝, 張涵, 楊建強(qiáng), 陳紅濤, 韓春梅 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (5),