一種可實現連續性培養的光生物反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及底棲微藻技術領域，特別是涉及一種可實現連續性培養的光生物反應裝置。
【背景技術】
[0002]底棲微藻種類繁多，其藻細胞內普遍含有豐富的生物活性物質、礦物質及微量元素，如維生素A、維生素C、維生素E、維生素B12、硫氨素、核黃素、吡多醇生物素、肌醇、葉酸、泛酸鈣和煙酸等，部分底棲微藻中高產DHA( 二十二碳六烯酸)、EPA( 二十碳五烯酸)等不飽和脂肪酸。隨著底棲微藻的研宄進一步深入，其在現代食品、藥品以及高檔水產品培養中，越來越占有重要的地位。
[0003]底棲微藻在自然環境下，一般分布生長在水體底部，接受自然光照不足、光能利用率低，水體CO2含量少，使得其光合作用的能力非常有限，因此其生長速度極其緩慢。底棲微藻早期應用于水產養殖的苗種培育階段，傳統的培養方法是利用開放的水泥池，其生產效率低、操作不便、人工成本高、培養過程中極易被雜藻與外源水生生物污染，這也成為底棲微藻單一藻種高密度培養所面臨的最大問題。由于早期人們對底棲微藻的商業價值認識不多，傳統的底棲微藻培養主要用于水產貝類養殖以及早期育苗育種，其推廣應用具有區域性和季節性特點的限制，因而產量較少。傳統技術中使用的培養設備也極為簡單，有塑料袋、水泥池、塑料水桶。底棲微藻在培養過程中經常積沉在水體底部，即使通過攪拌或是放入氣石，也只能使局部的底棲微藻懸浮，還會存在死角。傳統方式存在的一系列問題，限制了底棲微藻單一藻種高密度的工廠化生產。原料的缺少嚴重制約了豐富的底棲微藻資源在醫藥、食品等領域的應用。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種可實現連續性培養的光生物反應裝置，可用于生產不同的底棲微藻，以實現工廠進行規模化地連續生產，彌補現有技術的不足。
[0005]為實現本實用新型的目的所采用的技術方案是:一種可實現連續性培養的光生物反應裝置，其特征在于包括反應器和進出液管路；所述反應器包括至少一個中空結構的中間柱體，所述中間柱體的頂端螺栓連接有頂蓋，其底端密封有底蓋；所述頂蓋開有頂蓋排氣孔和支進液孔；所述進出液管路包括進液主路，所述進液主路連接有數量與所述中間柱體數量一致的進液支路，所述進液支路與所述頂蓋上的支進液孔連接，所述進液支路上設置有進液支路閥門；所述底蓋的圓心處設置有支出液孔，所述支出液孔連接有出液支路；所述出液支路連接有出液主路，所述出液主路連接至藻液收集罐；所述底蓋在所述支出液孔的周邊設置有多個進氣孔；所述進氣孔的下面連接有進氣管路；所述中間柱體的外側設置有LED燈管，所述LED燈管通過支架與所述中間柱體的外壁固定連接；所述LED燈管連接有LED功率可調開關；所述中間柱體的內部設置有pH檢測電極和溫度傳感器。
[0006]更進一步的，所述底蓋在所述進氣孔的上面設置有出氣彎管，所述出氣彎管與所述進氣管路連通。
[0007]優選的，所述出氣彎管由豎直部和彎曲部組成，豎直部和彎曲部形成的夾角為45。。
[0008]優選的，所述彎曲部在所述底蓋上的投影與所述豎直部與所述支出液孔的連接線形成的夾角為45°。
[0009]應用上述光生物反應裝置培養底棲微藻的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0010]⑴蒸汽消毒
[0011]在光生物反應裝置運行前，需要進行高溫蒸汽消毒；首先關閉頂蓋排氣孔、出液支路閥門、進氣管路，打開進液支路閥門、出液支路閥門；高溫蒸汽由出液主路進入，再由進液主路排出；
[0012]⑵裝液
[0013]關閉出液支路閥門，打開頂蓋排氣孔并用脫脂棉封口，將二氧化碳和空氣的混合氣體過濾后由進氣管路通入中間柱體的內部；隨后將初級藻種液由進液主路流入，再分別通過進液支路將初級藻種液注入中間柱體；待初級藻種液進液完成后，用同樣的方法注入培養液；
[0014]⑶光照
[0015]當中間柱體裝液完畢后，檢查進液支路閥門是否完全關閉；打開LED功率可調開關，對中間柱體進行持續光照；通過pH檢測電極與溫度傳感器進行監測，保持培養過程中pH范圍在7.5?10.5之間，溫度控制在25?40°C之間；
[0016]⑷培養
[0017]培養時間為5?10天，當微藻個數達到2*105個/毫升以上時，進行采收；采收過程中，保持進氣管路持續進氣，打開出液支路閥門，使中間柱體內的藻液通過出液主路進入藻液收集罐；
[0018](5)連續性培養
[0019]當每個中間柱體的剩余藻液為20?30L時，關閉出液支路閥門，打開進液支路閥門，由進液主路分別通過進液支路注入培養液，再次進行步驟(2)和(3)，以實現連續性培養；連續性培養次數控制在3?5次，再次培養時，需要進行步驟(I)的蒸汽消毒操作。
[0020]優選的，所述步驟⑵中二氧化碳和空氣的混合氣體的體積比為:Ven =
2%?5%0
[0021]優選的，所述步驟(2)中每個中間柱體注入初級藻種液的液量為20?30L。
[0022]優選的，所述步驟(2)中每個中間柱體注入培養液的液量為80?90L。
[0023]優選的，所述步驟(5)中每個中間柱體注入培養液的液量為80?90L。
[0024]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0025](I)本實用新型設備結構簡單、操作方便、光能利用率高、培養與采收簡便，能夠實現大規模工廠化生產；
[0026](2)通過底棲微藻光生物反應裝置，能夠對不同的底棲微藻實現差異化生產，對培養過程中所需的營養鹽、CO2補給、pH環境進行合理調節，嚴格控制外界污染源，實現底棲微藻單一藻種的高密度工廠化生產；
[0027](3)本實用新型可以通過培養液、光照、pH、溫度等條件調節，實現培養不同的單一底棲藻種；穩定的培養環境和封閉的培養系統避免了外界雜藻和原生動物的污染；氣升式曝氣裝置避免了底棲微藻的沉降現象，配合著LED光源和二氧化碳的不斷補充，使微藻在懸浮的過程中持續時間接受光照，極大地促進其進行光合作用。
【附圖說明】
[0028]圖1所示為本實用新型光生物反應裝置的結構示意圖；
[0029]圖2所示為底蓋設置四個出氣彎管的立體結構示意圖；
[0030]圖3所示為圖2中出氣彎管的平面結構圖；
[0031]圖4所示為圖2的俯視圖。
【具體實施方式】
[0032]以下結合具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0033]實施例:
[0034]如圖1所示為一種可實現連續性培養的光生物反應裝置，其特征在于包括反應器和進出液管路；所述反應器包括至少一個中空結構的中間柱體12 ;圖1中所示為四個中間柱體12，在工業化生產階段，根據生產規模的需要，可以添加或減少中間柱體12的數量；所述中間柱體12的內徑為350mm，壁厚10mm，高度為1500mm，采用透明亞克力材質制作，中間柱體12的頂端螺栓連接有頂蓋8，其底端焊接有底蓋10 ;所述頂蓋8的邊緣平均分布有六個10_直徑的孔，用于與中間柱體12通過螺栓固定；所述頂蓋8開有頂蓋排氣孔9 ;頂蓋排氣孔9采用內徑10mm、外徑2mm、長30mm亞克力空心管，焊接在頂蓋8上，起到排氣作用。
[0035]所述底蓋10的直徑為400mm，壁厚為10mm，采用亞克力材質，在底蓋10的邊緣平均分布六個1mm直徑的螺栓連接孔22，螺栓連接孔22用于與支持平臺20通過螺栓固定。
[0036]優選的，所述底蓋10與所述支持平臺20中間填充有硅膠墊13，硅膠墊13的厚度為10mm，其大小與底蓋10相同，在所述螺栓連接孔22對應的位置進行挖孔以便于螺栓穿過。
[0037]所述進出液管路包括進液主路1，所述進液主路I連接有數量與所述中間柱體數量一致的進液支路3，所述進液支路3與所述頂蓋8上的支進液孔連接(所述進液支路3上設置有進液支路閥門2);