CN102242064B - 单胞藻培养的连续供气方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单胞藻培养的连续供气方法和系统，该方法包括将空气过滤后紫外消毒的空气与二氧化碳的混合气输入带分支的管路，并在该管路及分支上设置定量控制装置以控制管内气体流量；再将混合气过滤后通入各个反应器的气升部。该系统包括带有鼓气装置并经由充气管道与二氧化碳供给装置相连接的紫外消毒器；充气管道经由培养支架上方的通气管的设有过滤装置的分支而与反应器的气升部连接。本发明步骤简单，系统集成、高效，可流水作业和自动运行，提高了进入系统的气体的纯度，避免了外界环境对培养系统造成的污染，极大地提高了单胞藻培养的成功率和效率。

Description

单胞藻培养的连续供气方法和系统

技术领域

本发明涉及一种供气方法和系统，具体地说涉及一种单胞藻培养的连续供气方法和系统，适用于生产上为培养单胞藻连续供气。

背景技术

藻类，特别是单胞藻的培养，目前尚未形成规模，绝大部分停留在实验室的烧瓶培养阶段，而在烧瓶培养过程中，无需专门的充气装置进行气体的加注。也有少量的培养是简单地从海里用桶或其他容器打来海水后，倒入开放式容器如盆或桶等中，通过利用水产养殖上常用的气石充气方法进行培养。

以上方法存在的不足之处在于，烧瓶培养时未有专门的充气装置。开放式容器中培养时，一是所充入的空气未经消毒，空气中可能含有污染物质，污染单胞藻培养水体。二是所充入的空气未混合有二氧化碳，不能为单胞藻的生长提供足够的碳源，使单胞藻的光合作用受到制约，影响其生长，单胞藻的快速培养难以实现。为了得到足够多的二氧化碳，需要充入大量的空气，增加了动力的消耗，也使单胞藻的养殖水体因充气时过量的搅拌而受到影响。三是开放式的体系，空气直接溢出，与培养用水的接触时间短，因而混合不均，空气的利用度不够。空气与水体开放式的接触，也使外界污染物质进入培养水体，影响单胞藻的生长。四是未形成连续加注的体系，空气只经气石进入水体，未形成一整套流水作业，未形成生产化的模式。五是未形成定量控制的体系。只是简单的气体加注，而没有有效控制单位时间进入培养水体的空气量。六是没有安全措施，直接加注，没有压力控制表作为指示。七是没有净化装置，在进入培养水体前，没有进一步净化的措施，可能将环境中的污染物质和杂质加入培养水体中。

出现以上问题的原因在于目前的单胞藻生产性培养还停留在实验室培养阶段，暂未形成成熟的技术，与之相关的充气技术也未得到很好的开发。借用水产养殖过程中的气石充气，整个充气过程没有考虑好气闭性，所充气体与外界气体是一样的，没有考虑到二氧化碳的加注和对于所充气体的量的控制。开放式的充气体系与外界接触较多，易受污染，同时又没有设置有效的消毒和过滤装置，没有形成系统。

发明内容

    本发明目的是提供一种单胞藻培养的连续供气方法和系统，结合现有的挂袋式光生物反应器及其培养支架从而实现培养单胞藻时的连续供气，以克服现有技术的不足。

本发明通过以下技术方案实现：

其中，单胞藻培养的连续供气方法包括以下步骤：

将空气过滤后进行紫外消毒；再将该消毒后的空气与二氧化碳混合；将该混合气体输入带分支的管路，并在上述管路及其分支上设置定量控制装置以控制管内气体的流量；最后将上述混合气体经过过滤后通入各个挂袋式光生物反应器的气升部。

上述将过滤并紫外消毒后的空气与二氧化碳混合，是利用鼓气装置将空气带入紫外消毒器中，再与二氧化碳供给装置提供的二氧化碳混合。

一种单胞藻培养的连续供气系统，包括用于悬挂挂袋式光生物反应器的培养支架，其特征在于还包括连接有鼓气装置的紫外消毒器；该紫外消毒器经由充气管道与带有压力控制器的二氧化碳供给装置连接；所述的充气管道与培养支架上方的通气管相通，该通气管设有带定量控制夹的充气管，该充气管经由过滤装置与挂袋式光生物反应器的气升部连接。

上述鼓气装置为罗茨鼓风机。上述二氧化碳供给装置是钢瓶外壳的二氧化碳气罐。

上述紫外消毒器包括过滤部件和紫外消毒部件。

上述通气管和充气管为密闭的软管。

本发明具有以下优点：一是所充入的空气过滤后进行了消毒，经紫外消毒后的空气，减少了细菌等杂质的进入，保证了单胞藻培养系统空气的质量，为单胞藻的培养成功打下了坚实的基础。二是二氧化碳注入充气管道后，与消毒后的空气一道进入培养体系，为单胞藻的生长提供了足够的碳源。经压力控制阀控制加入的二氧化碳的比例，可实时有效的控制进入系统中的二氧化碳的含量。三是因二氧化碳的加入，使进入系统的空气中二氧化碳浓度提高，单位时间内进入系统的空气量可以较少，减少了对培养水体的扰动，维持了系统的稳定。四是封闭式的系统，空气和二氧化碳的损耗较少，可以较多地与培养水体接触，增加了二氧化碳和空气中氧气在培养水体中的溶解。而且，可随收集系统进入空气和二氧化碳的损耗较少，提高了利用率，且减少了动力损耗。五是，通过二氧化碳泵的压力控制器和进入反应器前的定量控制夹的控制，可使得加入的气体的量得以量化，提高了资源的利用效率。六是通过在主管道中加放的压力控制器，可以实时控制进入主管道中的气体的量，避免压力过大，造成管道的破损。七是在空气进入反应器前，经空气过滤装置对所充入的气体进行了进一步的净化，提高了进入系统的气体的纯度。整个系统集成、高效，可流水作业和自动运行。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

其中，1、鼓气装置，2、气升部，3、紫外消毒器，4、充气管道，5、压力控制器，6、二氧化碳供给装置，7、培养支架，8、通气管，9、定量控制夹，10、充气管，11、过滤装置，12、挂袋式光生物反应器。

具体实施方式

单胞藻培养的连续供气方法，首先将空气过滤后进行紫外消毒以使加注的空气洁净、无菌，该步骤中为了给空气流动提供动力，在设计时可利用鼓气装置1将空气过滤后带入紫外消毒器3中进行消毒；

为了给单胞藻的光合作用提供足够的碳源，将过滤并紫外消毒器3消毒后的空气与二氧化碳供给装置6提供的二氧化碳混合，可将两种气体均输入同一条管路即可实现气体的混合；

将该混合气体输入带分支的管路，并在上述管路及其分支上设置控制管内的气体流量的定量控制装置，从而可以利用定量控制夹控制管内的气体流量；

最后将上述混合气体经过滤装置11过滤后通入各个挂袋式光生物反应器的气升部，再次确保了气体加注不会受到外界污染。

如图1所示，单胞藻培养的连续供气系统包括用于悬挂挂袋式光生物反应器的培养支架7，

考虑到为气体的充入提供动力并使进入的气体洁净、无菌，该供气系统还包括连接有鼓气装置1的紫外消毒器3；

为了给单胞藻的光合作用提供适量的碳源，并使系统更为集成，该紫外消毒器3经由充气管道4与带有压力控制器5的二氧化碳供给装置6连接；

该充气管道4又与培养支架7上方的通气管8相通，从而使经紫外消毒的空气与二氧化碳的混合气进入通气管8；

为了实现气体的加注，充气管道4需要与悬挂在培养支架7上的各个挂袋式光生物反应器12连接；又为了控制进入反应器中的空气和二氧化碳的量，并进一步使进入系统的空气得以净化，所述的通气管8设有带定量控制夹9的充气管10，该充气管10经过滤装置11后与挂袋式光生物反应器12的气升部2连接。

考虑到生产上的便利及装置的性能，上述鼓气装置1为罗茨鼓风机。

考虑到二氧化碳压缩后有很大的压力，防止二氧化碳的泄漏，上述二氧化碳供给装置6是钢瓶外壳的二氧化碳气罐。

为了实现在紫外消毒之前对空气进行过滤，上述紫外消毒器3包括过滤部件和紫外消毒部件；可以选用带有过滤装置的紫外消毒器，或者将过滤装置与紫外消毒装置集成来实现。

为了使管路能够在系统中灵活弯曲，防止气体的泄漏和外界环境的污染，也为了便于安装定量控制夹控制进入反应器中的空气和二氧化碳的量，上述通气管8和充气管10为密闭的软管。

本系统中，挂袋式光生物反应器12可以采用专门用于培养单胞藻的薄膜挂袋式单胞藻光生物反应器；培养支架7可采用与上述单胞藻光生物反应器配套的挂袋式单胞藻培养支架。

Claims (7)

1.一种单胞藻培养的连续供气方法，其特征在于该方法包括以下步骤：将空气过滤后进行紫外消毒；再将该消毒后的空气与二氧化碳混合；然后将该混合气体输入带分支的管路，并在上述管路及其分支上设置定量控制装置以控制管内气体的流量；最后将上述混合气体经过过滤后通入各个挂袋式光生物反应器的气升部。

2.如权利要求1所述的供气方法，其特征在于上述将过滤和紫外消毒后的空气与二氧化碳混合，是利用鼓气装置将空气带入紫外消毒器中，再与二氧化碳供给装置提供的二氧化碳混合。

3.一种单胞藻培养的连续供气系统，包括用于悬挂挂袋式光生物反应器的培养支架（7），其特征在于还包括连接有鼓气装置（1）的紫外消毒器（3）；该紫外消毒器（3）经由充气管道（4）与带有压力控制器（5）的二氧化碳供给装置（6）连接；所述的充气管道（4）与培养支架（7）上方的通气管（8）相通，该通气管（8）设有带定量控制夹（9）的充气管（10），该充气管（10）经由过滤装置（11）与挂袋式光生物反应器（12）的气升部（2）连接。

4.如权利要求3所述的供气系统，其特征在于上述鼓气装置（1）为罗茨鼓风机。

5.如权利要求3所述的供气系统，其特征在于上述二氧化碳供给装置（6）是钢瓶外壳的二氧化碳气罐。

6.如权利要求3所述的供气系统，其特征在于上述紫外消毒器（3）包括过滤部件和紫外消毒部件。

7.如权利要求3所述的供气系统，其特征在于上述通气管（8）和充气管（10）为密闭的软管。

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