CN101792711A - 生产微藻的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种生产微藻的装置及生产微藻的方法，光合微生物一般具有两套产能代谢系统：一利用光合作用产生生长能量和氧气，二利用氧气氧化有机物产生生长能量和二氧化碳。目前的培养方式只利用其中的一种代谢途径，生产成本高。本发明是在无菌条件下，在光合生物反应器1中同时供给光合反应所需的矿物盐培养基和有机物培养基。让光合微藻同时利用两套产能代谢系统进行生长，从而加快生长速度，提高单位产量，同时消除光合反应产生的氧气给生产带来的麻烦。本发明建设费用低、单位生产密度高、生产周期短、产品纯度高，生产能耗低，且不会产生多余的氧气。

Description

生产微藻的装置及方法
技术领域
本发明涉及微生物培养技术，尤其涉及生产微藻的装置及方法。
背景技术
目前，生产微藻普遍采取大池露天生产法，建一系列深30-50公分的大池，安装上搅拌装置，就可以依靠自然条件进行生产。为了防雨水，在池上一般搭有塑料大棚，用过滤法来收获小球藻，经过洗涤、干燥可得到成品。采取大池露天生产法，工艺成熟、设备简单、基建费用低，现今产品大多用此法生产。但其缺点是，单位产量低(0.5---1克、/升)，靠天吃饭，藻的生长体直接与外界环境接触，工艺条件难以控制，受季节影响大，每到低温季节，产量大减，容易污染，容易造成生产失败。大池露天生产法的水面蒸发也是一个不可忽视的因素，在缺水的干旱区，对水的珍惜利用，是无废弃工艺的构成部分。
生物反应器法，主要是利用光合作用，在透明光合温室中，安装至少一个光合反应密闭循环管道单元，该循环管道单元可以采用玻璃管或塑料管。其优点是工艺条件容易控制些；缺点是基建费用高，生产能耗高，降温费用高，且光合作用产生的氧气会给生产带来麻烦。
发酵生产，用成熟的液体发酵罐进行发酵法生产。优点是：工艺条件完全可控，单位生产密度高(达55克/升)，产品纯度高；缺点是建厂费用太高，生产能耗高，生产周期长，发酵易污染，工艺条件难以掌握。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是结合上述现有技术的优点、规避上述现有技术的缺点，提供一种建设费用低、单位生产密度高、生产周期短、产品纯度高，生产能耗低，且不会产生多余氧气的微藻生产装置。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种微藻生产方法。
为解决上述技术问题，本发明的生产微藻的装置包括具有一入端和一出端的光合生物反应器，还包括一具有进料口和出料口的配料罐，一具有进口、出口、蒸汽口的换热灭菌器，一具有接种口和收获口的循环泵，一具有进浆口、出浆口的旋液分离器，藻和培养基不易分离时用离心机，所述配料罐的出料口连接所述换热灭菌器的进口，所述换热灭菌器的出口经过阀连接所述循环泵的接种口，所述接种口还经过阀连接光合生物反应器的入端，所述光合生物反应器的出端经过阀连接循环泵，所述循环泵还经过阀连接所述旋液分离器的进浆口，所述旋液分离器的出浆口连接所述配料罐的进料口。
本发明的生产微藻的方法，具有如下步骤：
将矿物盐培养基和有机物培养基加入配料罐，以生长时pH值保持在6.5-7.5为准，不同的藻生长不同，对矿物盐和有机物吸收不同。矿物盐吸收后趋碱，有机物趋酸，以pH探头测定。
启动换热灭菌器，给整个系统灭菌；
在接种口接入微藻种，接种量为10％V/V；
光照培养；
补料，根据pH值的变化补料，偏碱补入有机物，偏酸补入矿物盐；
收获。
所述步骤(4)中，光合生物反应器内处于无菌状态。
所述步骤(4)中，光合生物反应器处于使PH值的波动处于可控状态的低染菌状态。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明生产微藻的装置及方法建设费用低、单位生产密度高、生产周期短、产品纯度高，生产能耗低，且不会产生多余的氧气。
附图说明
图1是本发明的生产微藻的装置图
图中，1、光合生物反应器，2、配料罐，3、蒸汽口，4、换热灭菌器，
5、接种口，6、循环泵，7、阀，8、旋液分离器
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
参照图1，本发明的生产微藻的装置包括具有一入端和一出端的光合生物反应器1，还包括一具有进料口和出料口的配料罐2，一具有进口、出口、蒸汽口3的换热灭菌器4，一具有接种口5的循环泵6，一具有进浆口、出浆口的旋液分离器8，所述配料罐2的出料口连接所述换热灭菌器4的进口，所述换热灭菌器4的出口经过阀7连接所述循环泵6的接种口5，所述接种口5还经过阀7连接光合生物反应器1的入端，所述光合生物反应器1的出端经过阀7连接循环泵6，所述循环泵6还经过阀7连接所述旋液分离器8的进浆口，所述旋液分离器8的出浆口连接所述配料罐2的进料口。
以小球藻生产培养为例，将矿物盐培养基和有机物培养基加入配料罐2，以生长时pH值保持在6.5-7.5为准，不同的藻生长不同，对矿物盐和有机物吸收不同。矿物盐吸收后趋碱，有机物趋酸，以pH探头测定；
启动换热灭菌器4，给整个系统灭菌；
在接种口5无菌操作接入微藻，接种量为10％V/V；
温控、光照培养，光照时间大于72小时，最佳温度为25度，工艺控制为20-30℃，PH值6.5-7.5，根据pH值的变化补料，偏碱补入有机物，偏酸补入矿物盐。使PH值的变化稳定在波动范围内。
达到生长浓度后开始分批收获，收获的藻进行后处理，根据销售要求，分为离心藻漿包装或离心后喷雾干燥包装。每次处理培养原液量为每批次的一半。将剩下的培养液补充新鲜培养基到原体积，培养。可以连续循环培养两个月，再进行新一轮培养。
光合微生物一般具有两套产能代谢系统：一利用光合作用产生生长能量和氧气，二利用氧气氧化有机物产生生长能量和二氧化碳。目前的培养方式只利用其中的一种代谢途径，生产成本高。本发明是在无菌条件下，在光合生物反应器1中同时供给光合反应所需的矿物盐培养基和有机物培养基。让光合微藻同时利用两套产能代谢系统进行生长，从而加快生长速度，提高单位产量。同时消除光合反应产生的氧气给生产带来的麻烦，这样可以大幅降低生产成本，本发明的成本约为光照法的1/5-1/10。

Claims (4)

1.一种生产微藻的装置，包括具有一入端和一出端的光合生物反应器，其特征在于：还包括一具有进料口和出料口的配料罐，一具有进口、出口、蒸汽口的换热灭菌器，一具有接种口和收获口的循环泵，一具有进浆口、出浆口的旋液分离器，所述配料罐的出料口连接所述换热灭菌器的进口，所述换热灭菌器的出口经过阀连接所述循环泵的接种口，所述接种口还经过阀连接光合生物反应器的入端，所述光合生物反应器的出端经过阀连接循环泵，所述循环泵还经过阀连接所述旋液分离器的进浆口，所述旋液分离器的出浆口连接所述配料罐的进料口。
2.一种基于权利要求1所述装置的生产微藻的方法，具有如下步骤：
(1)将矿物盐培养基和有机物培养基加入配料罐，以生长时pH值保持在6.5-7.5为准；
(2)启动换热灭菌器，给整个系统灭菌；
(3)在接种口接入微藻，接种量为10％V/V；
(4)光照培养；
(5)补料，根据pH值的变化补料，偏碱补入有机物，偏酸补入矿物盐；
(6)收获。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，光合生物反应器内处于无菌状态。
4.根据权利要求2所述的方法，所述步骤(4)中，光合生物反应器处于使PH值的波动处于可控状态的低染菌状态。
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