本发明专利技术涉及微藻培养技术，具体涉及一种微藻封闭式兼养培养法及其培养系统，将培养基、无菌水和微藻藻种加入至补料器内，然后输送至光反应器中恒速流动培养7-10天，光照强度为40-100μmol m-2s-1，培养温度为25-37℃，流速为0.2-0.6m/s；光反应器中的藻液流至收获分离器中，收获分离器中的70％-90％的藻液作为新鲜藻液从藻液收集口处排出，剩余10％-30％的藻液作为微藻藻种通过回流泵，从藻种加料口中回流至补料器内，同时补充培养基及无菌水后继续恒速流动培养，不断循环重复上述培养步骤，实现微藻的封闭式连续培养。本发明专利技术的培养方法实现了微藻的连续化生产，提高了微藻的产率，降低了生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微藻培养技术，具体涉及一种微藻封闭式兼养培养法及其培养系统。
技术介绍
微藻(microalgae)是一大类微观的以个体、链状或群体形式存在的单细胞藻类，大小从几微米到几百微米不等。微藻种类繁多，据估计大约有200000-800000种，其中已有记录的有35000多种。微藻分为自养微藻、异养微藻和兼养微藻。自20世纪60年代起，日本首先开始进行商业化大规模微藻养殖以来，至今人们已经能够在保健食品、医药原料、美容、饲料等多种领域实现微藻商业化生产。 微藻规模化自养养殖主要采用两种方式：开放式微藻养殖系统和封闭式微藻养殖系统。开放式养殖系统就是室外利用自然阳光进行微藻养殖，具有扩大规模比较容易、成本较低等优点。但是开放式养殖系统容易受外界环境的影响，如光照强度、光照时间、温度和天气；也容易受到其他藻种、细菌及致病微生物的污染。封闭式微藻养殖系统是指利用培养基在密闭的容器内进行微藻养殖。封闭式微藻养殖系统可分为发酵罐、培养袋、平板型光生化反应器和管型光生化反应器；微藻规模化异养养殖是利用工业发酵方法异养培养微藻，可以节省空间，提高产量，避免杂藻和细菌的污染，且培养条件容易控制，是微藻大规模产业化生产的发展趋势。部分产油藻类可以通过代谢调控使其培养方式由自养转为异养，由于不依赖光照，也不消耗CO2，可以利用普通的发酵罐装置进行培养，但在培养过程中要严格保持无菌状态。 微藻兼养培养能利用有机物、碳源，同时进行光合作用。微藻兼养培养过程中，光合自养和化能异养是同步且相对独立的过程。光照对两条代谢途径都有影响，但影响程度不同。 可利用微藻是指那些已经工厂化生产或应用前景、能用生物技术大量培养的种类，其细胞内所含的某种或某些成分能被人们利用。目前，可利用微藻有螺旋藻、小球藻、杜氏藻、红球藻等几类藻体。其中，小球藻的油脂含量高，可作为再生能源制备的原料。小球藻可利用在太阳能和有机能进行快速生长和积累油脂。Li Tingting等(2013)研究结果表明：采用不同培养方式，进行小球藻的生物量和脂质生产实验。在兼养条件下，可以获得相比单独光自养或单独异养，更好的生长性能，小球藻脂质含量也大幅度增加。 目前，小球藻大规模商业化养殖主要是在光生物反应器中进行，其占地面积大、生产周期长、生长密度较低等，变相增加了生产成本，限制了大规模小球藻养殖发展。寻找一种高密度、低成本的小球藻养殖方法，对推动小球藻养殖产业化发展极为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种微藻封闭式兼养培养法，采用封闭式连续培养方式，在培养过程中，以恒定的速度放出部分新鲜藻液进行加工提纯，另一部分作为藻种进行回流培养，同时补充相应的培养基和无菌水使之实现微藻的封闭式连续培养，提高微藻的产率。 本专利技术的另一个目的是提供一种微藻封闭式兼养培养系统，该系统占地面积少、结构简单、成本低。 为了实现以上技术效果，本专利技术是通过如下步骤实现： 一种微藻封闭式兼养培养系统，其特征在于：该培养系统为补料器、光反应器、收获分离器及回流泵通过管路依次连接； 所述补料器的端面上设有培养基加料口、无菌水加料口、初始藻种加料口及循环藻种加料口，该补料器的出口和光反应器的进口连接； 所述光反应器的出口与收获分离器的进口相连接； 所述收获分离器设有藻液收集口和藻种排放口，该藻种排放口与所述回流泵连接，回流泵的出口和补料器上的循环藻种加料口相通。优选的，所述光反应器为管道式或平板式光反应器；所述收获分离器为离心或气浮式分离器。 上述微藻封闭式兼养培养法，其步骤包括： A、将培养基、无菌水和初始微藻藻种分别从培养基加料口、无菌水加料口和初始藻种加料口处加入至补料器内形成培养混合液，然后输送至光反应器中恒速流动培养7-10天，光照强度为40-100μmol m-2s-1，培养温度为25-37℃，藻液在光反应器中的流速为0.2-0.6m/s。所述初始微藻藻种的浓度为50-100mg/L。优选的，藻液在光反应器中的流速为0.3m/s。 B、光反应器中的藻液流至收获分离器中，收获分离器中的70％-90％的藻液作为新鲜藻液从藻液收集口处排出，剩余10％-30％的藻液作为微藻藻种通过回流泵，从循环藻种加料口中回流至补料器内，同时补充培养基及无菌水，然后流至光反应器中恒速流动培养；新鲜藻液从藻液收集口处排出后，并经过离心、气浮等方法进行脱水收获。所述收获分离器中分离出来的微藻浓度为3-4g/L，总油脂含量为35％-50％。 C、重复步骤(A)和步骤(B)。这样不断循环重复，实现微藻的封闭式连续培养，而且整个兼样培养系统的流速为0.3m/s。 经补料器(1)中添加培养基使得补料器中含有的培养混合液的营养成分浓度为7-12g/L葡萄糖,1-3g/L KNO3，600-650mg/L NaH2PO4·H2O,85-95mg/LNa2HPO4·2H2O,240-250mg/L MgSO4·7H2O,9-10mg/L EDTA,0.05-0.07mg/LH3BO3,14-15mg/L CaCl2·2H2O,6-8mg/L FeSO4·7H2O,0.2-0.3mg/L ZnSO4·7H2O,0.01-0.02mg/L(NH4)6Mo7O24·4H2O,0.1-0.2mg/L MnSO4·H2O,0.002-0.003mg/LCuSO4·5H2O。优选的，补料器中含有的培养混合液的营养成分浓度为9g/L葡萄糖,1.7g/L KNO3，621mg/L NaH2PO4·H2O,89mg/LNa2HPO4·2H2O,246.5mg/LMgSO4·7H2O,9.3mg/L EDTA,0.061mg/L H3BO3,14.7mg/L CaCl2·2H2O,6.95mg/LFeSO4·7H2O,0.287mg/L ZnSO4·7H2O,0.01235mg/L(NH4)6Mo7O24·4H2O,0.169mg/LMnSO4·H2O,0.00249mg/L CuSO4·5H2O。 所述微藻为小球藻。 本专利技术的有益效果是： 1、本专利技术是采用微藻封闭式兼养培养方法，将微藻藻种、培养基和无菌水按照一定比例投放于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微藻封闭式兼养培养系统，其特征在于：该培养系统为补料器(1)、光反应器(2)、收获分离器(3)及回流泵(4)通过管路依次连接；所述补料器(1)的端面上设有培养基加料口(11)、无菌水加料口(12)、初始藻种加料口(13)及循环藻种加料口(14)，该补料器(1)的出口和光反应器(2)的进口连接；所述光反应器(2)的出口与收获分离器(3)的进口相连接；所述收获分离器(3)设有藻液收集口(31)和藻种排放口(32)，该藻种排放口(32)与所述回流泵(4)连接，回流泵(4)的出口和补料器(1)上的循环藻种加料口(14)相通。
【技术特征摘要】
1.一种微藻封闭式兼养培养系统，其特征在于：该培养系统为补料器(1)、
光反应器(2)、收获分离器(3)及回流泵(4)通过管路依次连接；
所述补料器(1)的端面上设有培养基加料口(11)、无菌水加料口(12)、
初始藻种加料口(13)及循环藻种加料口(14)，该补料器(1)的出口和光反应
器(2)的进口连接；
所述光反应器(2)的出口与收获分离器(3)的进口相连接；
所述收获分离器(3)设有藻液收集口(31)和藻种排放口(32)，该藻种排
放口(32)与所述回流泵(4)连接，回流泵(4)的出口和补料器(1)上的循
环藻种加料口(14)相通。
2.根据权利要求1所述的微藻封闭式兼养培养系统，其特征在于：所述光反
应器(2)为管道式或平板式光反应器；所述收获分离器(3)为离心式或气浮式
分离器。
3.一种微藻封闭式兼养培养法，其步骤包括：
A、将培养基、无菌水和初始微藻藻种分别从培养基加料口(11)、无菌水加
料口(12)和初始藻种加料口(13)处加入至补料器(1)内形成培养混合液，
然后输送至光反应器(2)中恒速流动培养7-10天，光照强度为40-100μmol m-2s-1，培养温度为25-37℃，流速为0.2-0.6m/s；
B、光反应器(2)中的藻液流至收获分离器(3)中，收获分离器(3)中的
70％-90％的藻液作为新鲜藻液从藻液收集口(31)处排出，并经过离心或气浮方
式脱水收获，剩余10％-30％的藻液作为微藻藻...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晃，吴凡，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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