培养光合微生物的方法和生产油脂的方法技术

本发明专利技术公开了一种培养光合微生物的方法，所述方法包括在培养光合微生物的条件下，在培养光合微生物的装置中进行光合微生物的培养，所述培养光合微生物的条件包括：在光照下，驱动光合微生物流动，且使光合微生物流动的流速随着光照强度的增加而增大。还公开了一种生产油脂的方法，所述方法包括微藻养殖、微藻采收、微藻油脂的分离和提取，微藻养殖采用如上所述的培养光合微生物的方法进行养殖。本发明专利技术方法能够既保证光合微生物的正常生长又降低能耗，适于光合微生物的大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及培养光合微生物的方法和生产油脂的方法。
技术介绍
光合微生物主要包括微藻和光合细菌，由于从光合微生物中可以提取许多有用的产品，例如油脂、蛋白质与色素等，因此其大规模、高效率、低成本的培养成为人们关注的焦点。微藻是一类在水中生长的、种类繁多且分布极其广泛的低等植物，它是由阳光驱动的细胞工厂。微藻细胞通过高效的光合作用，吸收CO2，将光能转化为化学能，储存在脂肪或淀粉等碳水化合物中，并放出O2。利用微藻生产生物能源与化学品可以同时达到“替代化石能源、减少CO2排放、净化废气与污水”等目的。“微藻生物技术”的优势在于以下几个方面：①微藻是光合效率最高的低等植物，与农作物相比，单位面积的产率高出数十倍。微藻也是自然界中生长最为迅速的一种植物，通常在24h内，微藻所含生物质可以翻倍，在其“指数生长期”内其生物量翻倍时间可以缩短到3.5h。②微藻可以生长在高盐、高碱环境的水体中，可充分利用滩涂、盐碱地、沙漠进行大规模培养，也可利用海水、盐碱水、工业废水等非农用水进行培养，因此，微藻可以不同农作物争地、争水。③产油率高，微藻干细胞的含油量可高达70％，微藻没有高等植物的根茎叶等细胞分化，在缺氮等条件下，某些单细胞微藻可大量积累油脂，是最有前景的产油生物。④微藻的培养可以利用工业废气中的CO2，缓解温室气体的排放，也可以吸收工业废气中的NOx，减少环境的污染。⑤生产微藻生物柴油的同时，还可以生产相当数量的微藻生物质，还可进一步获得蛋白质、多糖、脂肪酸等高价值副产品。微藻可分为原核藻类和真核藻类，原核藻类以蓝藻为主，含叶绿素a、不形成细胞器、能进行光合作用，细胞中蛋白质含量高，可达干重的70％，脂肪含量低，为5％左右；真核藻类种类比较多，是主要的生物燃料藻种的来源。常见的微藻主要归于以下八个门类：硅藻门(Bacillariophyta)、绿藻门(Chlorophyta)、金藻门(Chrysophyta)、蓝藻门(Cyanophyta)、甲藻门(Pyrroptata)、裸藻门(Rhodophyta)、隐藻门(Cryptophyta)和黄藻门(Xanthophyta)。其中，硅藻门、绿藻门和金藻门是最具潜力的生物柴油藻种来源。光合细菌是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。光合细菌的适宜水温为15℃-40℃，最适水温为28℃-36℃。在水产养殖中，能够降解水体中的亚硝酸盐、硫化物等有毒物质，实现充当饵料、净化水质、预防疾病、作为饲料添加剂等功能。光合细菌适应性强，能忍耐高浓度的有机废水，对酚、氰等毒物有一定有忍受和分解能力，具有较强的分解转化能力。它的诸多特性，使其在无公害水产养殖中具有巨大的应用价值。传光是影响光合微生物规模化培养的主要因素，直接影响光合微生物的光合效率、生长状态和光能利用率。为了使光合微生物较好地受光生长，驱动培养液运动是十分必要的。例如，封闭式光生物反应器一般采用压缩空气或者泵驱动培养液运动，跑道池反应器一般采用浆轮驱动培养液运动。通常情况下，驱动光合微生物在恒定流速下运动，流速一般为1-1.5m/s。但是驱动培养液运动不可避免导致培养能耗的增加，因此，规模养殖过程中由于驱动所产生的能耗十分巨大，成为养殖成本高居不下的重要原因。综上所述，开发既能保证光合微生物正常生长又能降低能耗，同时适于大规模生产的培养光合微生物的方法迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有养殖光合微生物成本高的缺陷，提供一种既能保证光合微生物正常生长又能降低能耗，适于大规模生产的培养光合微生物的方法。本专利技术的专利技术人在研究中发现，培养光合微生物时，在光照下，驱动光合微生物流动，且使光合微生物流动的流速随着光照强度的增加而增大，能够既保证光合微生物正常生长又降低能耗，适于光合微生物的大规模生产。因此，为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种培养光合微生物的方法，所述方法包括在培养光合微生物的条件下，在培养光合微生物的装置中进行光合微生物的培养，所述培养光合微生物的条件包括：在光照下，驱动光合微生物流动，且使光合微生物流动的流速随着光照强度的增加而增大。优选地，使光合微生物流动的流速v2＝a×v1，v1为0.3-3m/s，a＝I/I0，I为实际光照强度，I0为最大光合效率光照强度；进一步优选地，v1为0.6-0.9m/s。另一方面，本专利技术提供了一种生产油脂的方法，所述方法包括微藻养殖、微藻采收、微藻油脂的分离和提取，微藻养殖采用如上所述的培养光合微生物的方法进行养殖。本专利技术方法能够既保证光合微生物的正常生长又降低能耗，适于光合微生物的大规模生产。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1是本专利技术实施例中培养光合微生物的装置的俯视图。图2是本专利技术实施例中培养光合微生物的装置的侧剖图。图3是本专利技术实施例中微藻的生长曲线。附图标记说明1培养区；2调温区；3隔层；4透明外罩；5驱动浆轮；6培养液入口；7培养液出口；8气体入口；9气体出口；10换热介质入口；11换热介质出口；12隔板。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。一方面，本专利技术提供了一种培养光合微生物的方法，该方法包括在培养光合微生物的条件下，在培养光合微生物的装置中进行光合微生物的培养，培养光合微生物的条件包括：在光照下，驱动光合微生物流动，且使光合微生物流动的流速随着光照强度的增加而增大。根据本专利技术，尽管在光照下驱动光合微生物流动，且使光合微生物流动的流速随着光照强度的增加而增大，即可实现本专利技术的目的，即在保证光合微生物正常生长的情况下降低能耗，适于光合微生物的大规模生产。但优选情况下，使光合微生物流动的流速v2＝a×v1，v1为0.3-3m/s，a＝I/I0，I为实际光照强度，I0为最大光合效率光照强度；进一步优选地，v1为0.6-0.9m/s。在上述优选情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种培养光合微生物的方法，所述方法包括在培养光合微生物的条件下，在培养光合微生物的装置中进行光合微生物的培养，其特征在于，所述培养光合微生物的条件包括：在光照下，驱动光合微生物流动，且使光合微生物流动的流速随着光照强度的增加而增大。

【技术特征摘要】
1.一种培养光合微生物的方法，所述方法包括在培养光合微生物的条
件下，在培养光合微生物的装置中进行光合微生物的培养，其特征在于，所
述培养光合微生物的条件包括：在光照下，驱动光合微生物流动，且使光合
微生物流动的流速随着光照强度的增加而增大。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使光合微生物流动的流速v2＝a
×v1，v1为0.3-3m/s，a＝I/I0，I为实际光照强度，I0为最大光合效率光照强
度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，v1为0.6-0.9m/s。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述培养光合微
生物的装置中设置有强化光合微生物扰动的扰流部件。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱俊英，荣峻峰，黄绪耕，周旭华，程琳，宗保宁，纪洪波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11