一種基于毛細(xì)管仿生結(jié)構(gòu)的微藻固定化培養(yǎng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物工程應(yīng)用領(lǐng)域，是一種基于毛細(xì)管仿生結(jié)構(gòu)的微藻固定化培養(yǎng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微藻是一種能進(jìn)行光合作用并且廣泛分布于海洋與淡水流域的水生浮游藻類，其本身富含蛋白質(zhì)，并且繁殖速度快，培養(yǎng)周期短，無需利用大量的農(nóng)耕地，可用藥或作為可再生能源的原材料。目前廣泛采用懸浮培養(yǎng)法對微藻進(jìn)行培養(yǎng)，主要的培養(yǎng)形式有管式、平板式和跑道池式等。由于微藻是一種單細(xì)胞的微生物，細(xì)胞的直徑小，培養(yǎng)密度低，因此培養(yǎng)和生物質(zhì)采收的能耗大，導(dǎo)致微藻油成本居高不下，從而影響微藻產(chǎn)業(yè)化地發(fā)展。為了解決懸浮培養(yǎng)效率低、成本高的弊端，各國的研宄人員已經(jīng)開始對微藻的吸附式固定化培養(yǎng)進(jìn)行了探索性的研宄。其中，吸附式固定化培養(yǎng)方法相較以往可以使產(chǎn)量大幅增加，缺點(diǎn)是吸附式微藻固定化培養(yǎng)的吸附率較低，目前主要是通過水泵來驅(qū)動營養(yǎng)液的循環(huán)，因此存在水泵功率小時無法實(shí)現(xiàn)大范圍的營養(yǎng)循環(huán)，而水泵功率大時營養(yǎng)液在載體表面沖刷力過大，導(dǎo)致固定的藻細(xì)胞脫落，并且需要提供額外的能量來支撐營養(yǎng)的循環(huán)，造成能量的浪費(fèi)與培養(yǎng)成本的增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是針對以上不足之處，提供了一種通過仿生植物根莖體內(nèi)的毛細(xì)管將培養(yǎng)基溶液輸送至載體表面供微藻生長的基于毛細(xì)管仿生結(jié)構(gòu)的微藻固定化培養(yǎng)
目.ο
[0004]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的方案是，一種基于毛細(xì)管仿生結(jié)構(gòu)的微藻固定化培養(yǎng)裝置，包括密閉培養(yǎng)室，所述密閉培養(yǎng)室內(nèi)底部均布有若干裝有培養(yǎng)基溶液的集液盒，所述集液盒內(nèi)部均設(shè)置有尾部觸及集液盒內(nèi)底部的載體，所述載體與水平面垂直，所述載體正上方均布有固定在密閉培養(yǎng)室內(nèi)部用來支撐載體的支架，所述支架上方設(shè)置有對密閉培養(yǎng)室進(jìn)行密封的蓋板，所述蓋板上對稱設(shè)置有若干氣孔，所述蓋板中間設(shè)置有可調(diào)式分氣泵裝置，所述可調(diào)式分氣泵裝置通過輸氣管與設(shè)置于密閉培養(yǎng)室旁側(cè)的二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置以及氣孔連接實(shí)現(xiàn)互通。
[0005]進(jìn)一步的，所述兩相鄰載體之間的距離不得大于20cm，所述載體為能夠模擬植物蒸騰作用并實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)基溶液自下往上流動的毛細(xì)管仿生結(jié)構(gòu)，所述毛細(xì)管仿生結(jié)構(gòu)由表面張力大、接觸角小的骨架和無毒副作用且孔徑、縫隙大小可調(diào)整的復(fù)合承載體組成。
[0006]進(jìn)一步的，所述氣孔布置形式為在密閉培養(yǎng)室長度方向上每隔30cm至40cm處設(shè)置一組對稱的氣孔。
[0007]進(jìn)一步的，所述可調(diào)式分氣泵裝置內(nèi)部集成有電子流量計，所述電子流量計配合二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置實(shí)現(xiàn)對所需二氧化碳的精確調(diào)整。
[0008]進(jìn)一步的，所述復(fù)合承載體縱向編制的孔隙需保持在I ym至ΙΟμπι，所述復(fù)合承載體橫向方向縫隙需保持在40 μπι至100 μm，所述復(fù)合承載體高度在20cm至200cm之間。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:基于毛細(xì)管仿生結(jié)構(gòu)的固定化培養(yǎng)方式每平方米耗水量相較傳統(tǒng)的跑道池培養(yǎng)方法可減少大約88%的培養(yǎng)基溶液消耗；本實(shí)用新型復(fù)合承載體的布置形式與結(jié)構(gòu)延展了培養(yǎng)空間，利用空間光稀釋原理提高了光合作用率，增長了微藻的產(chǎn)量；實(shí)現(xiàn)質(zhì)液分離，可充分的利用空氣中的二氧化碳，避免二氧化碳濃縮機(jī)制中消耗的能量，提高生物質(zhì)產(chǎn)量、縮短培養(yǎng)周期；收獲時使用刮削方法，省去了傳統(tǒng)收獲方法中的后處理過程，大大降低了收獲成本；本實(shí)用新型是一種環(huán)境因素可變的裝置，可以滿足不同的條件下的實(shí)驗(yàn)需求；本實(shí)用新型通過毛細(xì)管作用，利用蒸發(fā)力作為驅(qū)動實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)基溶液在載體上自主的傳輸，避免了在傳統(tǒng)固定化培養(yǎng)時培養(yǎng)基溶液在載體表面流動帶來的沖刷，提高了微藻的吸附效率，在增加了微藻產(chǎn)量的同時降低了培養(yǎng)過程中的能耗。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型專利進(jìn)一步說明。
[0011]圖1為該實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為圖1的局部放大視圖；
[0013]圖3為該實(shí)用新型的載體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:
[0015]1-輸氣管；2_ 二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置；3_可調(diào)式分氣泵裝置；4_支架；5_蓋板；6-載體；601_復(fù)合承載體；602_骨架；7_密閉培養(yǎng)室；8_集液盒；9_培養(yǎng)基溶液；10_氣孔。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1?3所示，一種微藻固定化培養(yǎng)裝置，包括密閉培養(yǎng)室7，所述密閉培養(yǎng)室7內(nèi)底部均布有若干裝有培養(yǎng)基溶液9的集液盒8，所述集液盒8內(nèi)部均設(shè)置有尾部觸及集液盒8內(nèi)底部的載體6，所述載體6與水平面垂直，所述載體6正上方均布有固定在密閉培養(yǎng)室7內(nèi)部用來支撐載體6的支架4，所述支架4上方設(shè)置有對密閉培養(yǎng)室7進(jìn)行密封的蓋板5，所述蓋板5上對稱設(shè)置有若干氣孔10，所述蓋板5中間設(shè)置有可調(diào)式分氣泵裝置3，所述可調(diào)式分氣泵裝置3通過輸氣管I與設(shè)置于密閉培養(yǎng)室7旁側(cè)的二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置2以及氣孔10連接實(shí)現(xiàn)互通。
[0018]在本實(shí)施例中，所述兩相鄰載體6之間的距離不得大于20cm，所述載體6為能夠模擬植物蒸騰作用并實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)基溶液9自下往上流動的毛細(xì)管仿生結(jié)構(gòu)，所述毛細(xì)管仿生結(jié)構(gòu)由表面張力大、接觸角小的骨架602和無毒副作用且孔徑、縫隙大小可調(diào)整的復(fù)合承載體601組成。
[0019]在本實(shí)施例中，所述氣孔10布置形式為在密閉培養(yǎng)室7長度方向上每隔30cm至40cm處設(shè)置一組對稱的氣孔10。
[0020]在本實(shí)施例中，所述可調(diào)式分氣泵裝置3內(nèi)部集成有電子流量計，所述電子流量計配合二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置2實(shí)現(xiàn)對所需二氧化碳的精確調(diào)整。
[0021 ] 在本實(shí)施例中，所述復(fù)合承載體601縱向編制的孔隙需保持在I μ m至10 μ m，所述復(fù)合承載體601橫向方向縫隙需保持在40 μπι至100 μm，所述復(fù)合承載體601高度在20cm至200cm之間。
[0022]具體實(shí)施過程:
[0023]實(shí)施例一:
[0024]使用兩塊長度為50cm，寬度為1cm的毛料作為復(fù)合承載體601，分別將其浸沒于Modified Basal培養(yǎng)基內(nèi)30