CN103992939A

CN103992939A - 一种光合微生物培养装置

Info

Publication number: CN103992939A
Application number: CN201410221738.0A
Authority: CN
Inventors: 王冰; 吴洪; 陈昱
Original assignee: ENN Science and Technology Development Co Ltd
Current assignee: ENN Science and Technology Development Co Ltd
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2034-05-23
Also published as: CN103992939B

Abstract

本发明公开了一种光合微生物培养装置，涉及生物反应器技术领域，既能保持培养装置的温度控制能力，还能提高培养装置的光能利用率。本发明公开的光合微生物培养装置包括：盛有培养液的跑道池，其中，所述跑道池内还设有至少一个由透明材料制成的隔板槽，所述隔板槽的封闭端伸入所述培养液的液面以下、所述隔板槽的敞开端在所述培养液的液面以上；各个所述隔板槽的封闭端依次相连所形成的延伸面将所述跑道池中培养液所占的区域分为上下两部分，其中，上部区域与下部区域体积之比为1:1～10。本发明公开的光合微生物培养装置适用于光合微生物的培养过程。

Description

一种光合微生物培养装置

技术领域

本发明涉及生物反应器，尤其涉及一种光合微生物培养装置。

背景技术

光合微生物或植物细胞，可利用太阳能、水和简单的矿物质合成有机物及氢气、甲烷等形式无机物。微藻就是其中一个典型代表，它是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有良好的开发前景。

目前，微藻的商业化规模培养主要为开放池式养殖。开放式的光生物反应器构建简单、成本低廉、操作简单，但光照主要集中在藻液表面，无法照射到藻液中下层，导致藻液对光的利用率不足。

为了解决开放池式养殖藻液光利用率不高的缺点，现有技术在顶端敞开的培养池表面放置一个板状物，该板状物由透明或半透明材料制成，板上开有数个直径相同的圆孔，按一定规律排列。通过这些圆孔，向培养池中插入一些透明或半透明材料制成的管状结构，管的位置可以根据培养池中的培养液液面高度进行调节，达到增加培养液受光面积的目的。但是，在培养池表面放置板状物会阻碍培养池和外界的气体交换，虽然增加了受光面积，但降低了培养池的温度控制能力，造成培养液温度过高，容易导致培养的光合微生物死亡。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种光合微生物培养装置，既能保持培养装置的温度控制能力，还能提高培养装置的光能利用率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种光合微生物培养装置，其中，包括盛有培养液的跑道池，所述跑道池内还设有至少一个由透明材料制成的隔板槽，所述隔板槽的封闭端伸入所述培养液的液面以下、所述隔板槽的敞开端在所述培养液的液面以上；

各个所述隔板槽的封闭端依次相连所形成的延伸面将所述跑道池中培养液所占的区域分为上下两部分，其中，上部区域与下部区域体积之比为1:1～10。

可选地，所述隔板槽宽度为5～30cm；和/或

各个所述隔板槽之间的间距为1～10cm；和/或

所述隔板槽伸入到所述培养液液面中的距离为所述隔板槽宽度的1～5倍；和/或

所述隔板槽的封闭端与所述跑道池池底之间的距离小于或等于10cm。

优选地，所述隔板槽宽度为10～30cm，进一步地，所述隔板槽宽度为15～20cm。

优选地，各个所述隔板槽之间的间距为1～5cm，进一步地，各个所述隔板槽之间的间距为1～3cm。

优选地，所述隔板槽伸入到所述培养液液面中的距离为所述隔板槽宽度的2～3倍。

优选地，所述隔板槽底部与所述跑道池池底之间的距离为3～5cm。

进一步地，所述光合微生物培养装置还包括设在所述跑道池底部的曝气系统，和/或还包括设在所述跑道池中的搅拌桨。

具体地，所述曝气系统由至少一排导管组成，所述导管沿着所述跑道池长度的方向设置，和/或所述导管沿着所述跑道池宽度的方向设置。

进一步地，所述光合微生物培养装置还包括设在所述隔板槽之上的用于固定所述隔板槽的固定架。

进一步地，所述的光合微生物培养装置的所述隔板槽底部连接有用于向所述隔板槽内注入水的管道分布结构。

可选地，所述隔板槽底部为弧形或锥形；或者所述隔板槽以一定角度伸入到所述培养液中。

本发明实施例提供的光合微生物培养装置，在跑道池中设置至少一个隔板槽，该隔板槽起到了分光的作用，增大了培养液的受光面积，从而使所培养的光合微生物接受尽量多的光；各个隔板槽13的封闭端依次相连所形成的延伸面将跑道池12中培养液11所占的区域分为上下两部分，其中，上部区域V1(即见光区)与下部区域V2(即弱见光区)体积之比为1:1～10，且由于光合微生物在培养液中处于随机运动状态，那么光合微生物在见光区和弱见光区的停留时间之比也为1:1～10，该比例符合了光合微生物生长的光暗循环效应，使得光合微生物不至于长时间暴露在见光区使其生长活性下降，又能使光合微生物在生长后能够进入弱见光区进行充分休息、且不至于使其在暗区停歇时间过长而导致生长活性降低，这样能够最大程度的满足光合微生物的生长要求，从而有效地提高了光能利用率；并且弱见光区光辐射能量低，远远低于见光区获得的光辐射能量，对于整个培养体系来说，是一个温度的缓冲体系，能够实现整个体系温度的自我调节。

也就是说，本发明实施例提供的光合微生物培养装置，通过在跑道池中设置隔板槽、且使跑道池12中见光区的培养液体积与弱见光区的培养液体积之比为1:1～10，这样既提高了培养装置的光能利用率，又能够保持培养装置温度的自我控制能力，从而有效地提高了光合微生物的生长效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光合微生物培养装置的俯视图；

图2为图1中对称的A-A面的一半的剖视图；

图3为本发明实施例提供的另一种光合微生物培养装置的俯视图；

图4为图3中对称的A-A面的一半的剖视图；

图5为本发明实施例提供的另一种光合微生物培养装置的剖视图；

图6为本发明实施例提供的另一种光合微生物培养装置的剖视图；

图7为常规跑道池的俯视图；

图8为本发明实施例提供的另一种光合微生物培养装置的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种光合微生物培养装置，其中，包括盛有培养液11的跑道池12，跑道池12内还设有至少一个由透明材料制成的隔板槽13，隔板槽13的封闭端伸入培养液11的液面以下、隔板槽13的敞开端在培养液11的液面以上；各个隔板槽13的封闭端依次相连所形成的延伸面将跑道池12中培养液11所占的区域分为上下两部分，其中，上部区域V1与下部区域V2体积之比为1:1～10。

本发明实施例提供的光合微生物培养装置，在跑道池12中设置至少一个隔板槽13，该隔板槽13起到了分光的作用，增大了培养液的受光面积，从而使所培养的光合微生物接受尽量多的光；各个隔板槽13的封闭端依次相连所形成的延伸面将跑道池12中培养液11所占的区域分为上下两部分，其中，上部区域V1(即见光区)与下部区域V2(即弱见光区)体积之比为1:1～10，且由于光合微生物在培养液中处于随机运动状态，那么光合微生物在见光区和弱见光区的停留时间之比也为1:1～10，该比例符合了光合微生物生长的光暗循环效应，使得光合微生物不至于长时间暴露在见光区使其生长活性下降，又能使光合微生物在生长后能够进入弱见光区进行充分休息、且不至于使其在暗区停歇时间过长而导致生长活性降低，这样能够最大程度的满足光合微生物的生长要求，从而有效地提高了光能利用率；并且弱见光区光辐射能量低，远远低于见光区获得的光辐射能量，对于整个培养体系来说，是一个温度的缓冲体系，能够实现整个体系温度的自我调节。

也就是说，本发明实施例提供的光合微生物培养装置，通过在跑道池12中设置隔板槽13、且使跑道池12中见光区的培养液体积V1与弱见光区的培养液体积V2之比为1:1～10，这样既提高了培养装置的光能利用率，又能够保持培养装置温度的自我控制能力，从而有效地提高了光合微生物的生长效率。

需要说明的是，各个隔板槽13的封闭端可以位于同一平面，也可以不在同一平面上；当各个隔板槽13的封闭端在同一平面时，各个隔板槽13的封闭端依次相连所形成的延伸面为一个平整的平面；当各个隔板槽13的封闭端不在同一平面时，各个隔板槽13的封闭端依次相连所形成的延伸面为一个弯曲的、不平整的面；总之，只要该延伸面能够将跑道池12中培养液11所占的区域分为上下两部分即可，本发明对此不作限定。

见光区的体积V1与弱见光区的体积V2之比为1:1～10，主要通过隔板槽13的宽度L2、各个隔板槽13之间的间距L3、隔板槽13伸入到培养液11液面中的距离L4以及隔板槽13底部与跑道池12池底之间的距离L5等参数的数值来确定的。

具体地，如图2所示，培养液11的深度L1为20～40cm，比如20cm、25cm、30cm、35cm或40cm。

隔板槽13为开放式楔形、或底部为球形或蛋尖形的梯形或矩形结构。隔板槽13可以如图1所示平行于跑道池12的长度方向设置，也可以垂直于跑道池12的长度方向设置。

隔板槽13的宽度L2为5～30cm，优选为10～30cm，进一步优选为15～20cm，比如5cm、7cm、10cm、12cm、15cm、17cm、20cm、22cm、25cm、27cm或30cm。

各个隔板槽13之间的间距L3为1～10cm，优选为1～5cm，进一步优选为1～3cm，比如1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm或10cm；需要说明的是，各个隔板槽13之间可以等间距分布，也可以不等间距分布，总之，只要各个隔板槽13之间的间距L3在上述范围内即可；另外，隔板槽13与跑道池12侧壁121之间的间距也可以为1～10cm，优选为1～5cm，进一步优选为1～3cm，比如1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm或10cm。

隔板槽13伸入到培养液11液面中的距离L4为隔板槽13宽度L2的1～5倍，优选为2～3倍，比如为1倍、1.5倍、2倍、2.5倍、3倍、3.5倍、4倍、4.5倍或5倍。

设置隔板槽13之后，增加了单位占地面积下的养殖光照面积，该增加的面积的倍数为：(2×L4+L2+L3)/(L2+L3)，最优参数下，该倍数约为5～10。增加的光照面积，减轻了强光对表层培养液中光合微生物的伤害，同时该条件下获得的光照条件可以满足光合微生物获得更高的光能转化效率，以实现跑道池12单位占地面积量的大幅度提高。

隔板槽13底部与跑道池12池底122之间的距离L5为小于或等于10cm，优选为3～5cm，比如1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm或10cm。

限制了隔板槽13底部与跑道池12池底之间的距离L5，这样，可以将弱见光区的体积范围控制在100L/m²以内，优选为30～50L/m²。L5≤10cm，这样，光合微生物将不会长时间积累在跑道池12底部的弱见光区，而能随机的浮动到见光区，从而有效地提高了产量；并且，限制L5的深度，还能减少隔板槽13下部的培养液的体积，可以使单面占地面积的养殖体积控制在100L/m²以内，优选为50L/m²以内，这样可以有效地实现培养装置自身的温度控制，当然，也可以通过向跑道池12内添加水来协助培养液11的温度控制。

需要说明的是，隔板槽13的宽度L2、各个隔板槽13之间的间距L3、隔板槽13伸入到培养液11液面中的距离L4以及隔板槽13底部与跑道池12池底之间的距离L5等参数的具体数值，只要其中至少一个参数落在上述限定的范围内即可，当然，优选地，L2、L3、L4及L5可以同时落在各自限定的范围内，即通过L2、L3、L4及L5参数的具体数值和比例的相互配合来使见光区的体积V1与弱见光区的体积V2之比为1:1～10。

本发明实施例中，跑道池12可以为各种形状、各种尺寸，比如可以为长方形跑道池、圆形跑道池、多回路跑道池、低长宽比矩形跑道池等，本发明对此不作限定；当然，本发明实施例中也可以包括常规跑道池所具有的搅拌桨14，以促进跑道池中培养液的循环流动，对于搅拌桨14的具体形状、参数等本发明不作限定。

具体地，隔板槽13由透明材料制成，这些透明材料可以为无机材料，比如玻璃、透明陶瓷等，也可以为有机材料，比如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC、透明丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS等。

可选地，本发明实施例提供的光合微生物培养装置还可以包括设在跑道池12底部的曝气系统(未示出)。具体地，该曝气系统可以由至少一排导管(未示出)组成。可选地，导管可以沿着跑道池12长度的方向设置，和/或导管也可以沿着跑道池12宽度的方向设置；也就是说，导管可以仅沿着跑道池12长度的方向一排排纵向设置、可以沿着跑道池12宽度的方向一排排横向设置、或者纵横交错既沿着跑道池12长度的方向设置也沿着跑道池12宽度的方向设置。

导管上的气孔可以垂直朝上，也可以以一定角度倾斜朝上，优选地这些孔可以朝向培养液11循环流动的方向，具体地，可以通过一排排设置的导管持续向培养液11中曝气、也可以通过各排导管依次间歇性的向培养液11中曝气，气体通过孔进入培养液11并推动培养液11循环流动，这样本发明实施例可以仅通过曝气系统来实现培养液11的循环运动，而取消搅拌桨14的设置；当然，本发明实施例也可以保留搅拌桨14的设置，采用曝气系统与搅拌桨14的结合来实现培养液11的循环运动。

具体地，曝气可以通入空气，也可以通入二氧化碳与空气的混合气，且二氧化碳与空气的比例可以为0.01～10％。

曝气系统可以增强光合微生物的循环运动，从而充分利用隔板槽13分散的光照，进一步提高光合微生物的光合作用效率。

可选地，如图3和图4所示，本发明实施例提供的光合微生物培养装置还可以包括设在隔板槽13之上的固定架15，用于固定隔板槽13以使隔板槽13伸入到培养液液面中的距离L4保持稳定。具体地，固定架15可以垂直于隔板槽13的长度方向设置、横跨各个隔板槽13，固定架15的两端可以固定在跑道池12的侧壁上，即固定架15可以横跨整个跑道池或半面跑道池，这样，固定架15压在各个隔板槽13之上从而将其固定、以使隔板槽13伸入到培养液液面中的距离L4保持稳定，从而防止在培养液11浮力作用下隔板槽13伸入到培养液液面中的距离L4上下变化。

固定架15的上表面可以如图4所示平行于培养液11液面，这样，隔板槽13将垂直伸入培养液11液面以下；或者，固定架15的上表面也可以以一定角度倾斜于培养液11液面，这样，隔板槽13将以一定角度倾斜伸入培养液11液面以下、隔板槽13的敞开端131可以朝向某一方向，比如朝向南方，从而能够适应多种日照条件，有效地提高了光能利用率。

优选地，固定架15两端可活动的设在跑道池12的侧壁上，因而通过调节固定架15的两端可以随意地使隔板槽13以一定角度倾斜伸入培养液11液面以下、或使隔板槽13垂直伸入培养液11液面以下，这样，可以使隔板槽13的敞开端可以随着太阳的位置转动、即使隔板槽13的敞开端一直朝向太阳，从而更加有效地利用太阳光以促进光合微生物的生长。

需要说明地是，本发明实施例中，固定架15的材质可以为钢材、高强度塑料等。当然，也可以采用绳代替固定架15，比如透明绳、钢丝等，绳设在隔板槽13之上、两端可以固定在跑道池12侧壁上，总之，只要能使隔板槽13伸入到培养液液面中的距离L4保持稳定即可，本发明对此不作限定。

另外，如图5和图6所示，本发明实施例提供的光合微生物培养装置中，隔板槽13的底部可以连接有管道分布结构16，用于向隔板槽13内注入水以调节培养液的温度。具体地，每个隔板槽13的底部都可以设有开口并连接有管道161，各个管道161又连接到主管道162，主管道162通过各个管道161可以向各个隔板槽13中注水，以调节培养液的温度，比如，当培养液温度较高时，可以向隔板槽13中注入温度较低的水，以降低培养液的温度。可选地，主管道162可以与冷凝设备(未示出)相连，这样，当隔板槽13中的水温度升高后，可以通过冷凝设备将这些水降温，再循环注入隔板槽13，以实现冷却水的循环。主管道162上还可以设有水闸、水表、水泵等，以控制给/排水时间、流量及流速等，本发明实施例对此不作详细描述。

具体地，隔板槽13的底部可以为矩形，也可以如图5所示为弧形、或如图6所示为锥形，这样可以有利于实现隔板槽13内的水的回流，以防止隔板槽13内排水后有明显的积水现象发生。

另外，每个隔板槽13的外壁可以设有至少一个毛刷(未示出)，定期或不定期的洗刷隔板槽13的外壁，从而防止光合微生物贴附在隔板槽13外壁上。具体地，毛刷可以为轨道式毛刷或拖拉式毛刷，只要能起到洗刷隔板槽13外壁的作用即可，本发明实施例对此不作限定。

本发明实施例提供的光合微生物培养装置，隔板槽的设置增大了培养液的受光面积，并且可以调节隔板槽敞开端的朝向，从而能够适应多种日照条件，有效地提高了光能利用率；跑道池与隔板槽构成了一个半封闭的养殖体系，在不影响跑道池内气体交换和温度控制的前提下，能够有效地减少外界污染物的影响；曝气系统的设置促进了培养液的循环流动及培养液中二氧化碳和溶解氧的排放；管道分布结构的设置，进一步提高了光合微生物培养装置的温度控制能力，减少了因温度过高导致的光合微生物死亡率。

本发明实施例提供的光合微生物培养装置，整个培养装置的设计为联通的，密集排列的隔板槽连成一线，培养装置下部联通，通过搅拌、气泵与曝气使培养液混合流动，液体流动速度根据光合微生物的沉降速度而定。通过L2到L5的参数的选择或相互配合，使得光合微生物在隔板槽之间的见光区的体积V1和隔板槽下方靠近池底部弱见光区的体积V2的比例在1：1～10的范围内。由于光合微生物在培养池中处于运动状态，可以随机的运动到见光区和弱见光区，从整体角度看，光合微生物在见光区和弱见光区的停留时间比例直接由培养体系的见光区和弱见光区的体积比例决定，那么，光合微生物在见光区和弱见光区的停留时间之比也为1:1～10，这非常符合光合微生物生长的光暗循环效应，使得光合微生物不至于长时间暴露在见光区，使其生长活性下降；同时使得光合微生物在生长后能够进入弱见光区进行充分休息，又不至于使得光合微生物在暗区停歇时间过长而导致生长活性降低，能够最大程度的满足光合微生物的生长要求。另外，弱见光区光辐射能量低，远远低于见光区获得光辐射能量，对于整个培养体系来说，是一个温度的缓冲体系，能够帮助整个体系实现温度的自我调节。

为了进一步描述本发明实施例提供的光合微生物培养装置，下面通过具体实施例详细描述。

对比例

如图7所示，采用常规跑道池培养微拟球藻(Nannochoropsis.sp)。跑道池12的流道长L11为30米、宽L12为2米；在距跑道池12侧壁10米、距另一侧壁20米处设有搅拌桨14，搅拌桨14为由一根转动轴带动的叶轮，有8个叶片，相互间隔45度角，搅拌桨14转动半径为20厘米，进入培养液的部分为15厘米。跑道池12中培养液11的平均深度20厘米，养殖体积为200L/m²。

培养液11采用改进f/2培养基(KNO₃浓度为1.45g/L，KH₂PO₄为0.12g/L)，细胞接种密度为0.05g/L。培养周期内，平均气温和光照条件为：8:00时17℃，700μmol/m²/s；12:00时21℃，1550μmol/m²/s；17:00时15℃，350μmol/m²/s。培养过程中通过二氧化碳钢瓶实现二氧化碳的供应，每天补充少量水以弥补水蒸发的损耗，维持培养液11初始深度。

连续培养7天，取样测定，跑道池12的藻细胞浓度为0.64g/L，单位面积藻细胞产量为16.9g/m²/d。

实施例1

如图1所示，采用光合微生物培养装置培养微拟球藻。其中，光合微生物培养装置的跑道池12与对比例中跑道池12的结构及尺寸相同，即跑道池12的流道长为30米、宽为2米；在距跑道池12侧壁10米、距另一侧壁20米处设有搅拌桨14，搅拌桨14为由一根转动轴带动的叶轮，有8个叶片，相互间隔45度角，搅拌桨14转动半径为20厘米，进入培养液的部分为15厘米。

跑道池12中分布10组板式隔板槽13，每组隔板槽13均平行于跑道池12长度的方向设置、且每组隔板槽13均由5个隔板槽13组成，隔板槽13长度L13为5米；隔板槽13的材料用透明有机玻璃PMMA制备。

隔板槽13分布的剖面结构如图2所示，培养液11深度L1为30厘米；隔板槽13距跑道池12池底的距离L5为5厘米，隔板槽13伸入到培养液11中的深度L4为25厘米；隔板槽13宽度L2为15厘米；各个隔板槽13之间的间隔L3为3厘米；养殖体积为112.5L/m²。隔板槽13的布局，可以使直接照射到培养液11表层的高光强，分散到隔板槽13的分布面上，且将光引入到培养体系的内部。

培养液11也采用改进f/2培养基(KNO₃浓度为1.45g/L，KH₂PO₄为0.12g/L)，细胞接种密度为0.05g/L。培养周期内，平均气温和光照条件为：8:00时17℃，700μmol/m²/s；12:00时21℃，1550μmol/m²/s；17:00时15℃，350μmol/m²/s。培养过程中通过二氧化碳钢瓶实现二氧化碳的供应，每天补充少量水以弥补水蒸发的损耗，维持培养液11初始深度。

正午时分，向隔板槽12中注入5厘米高度的水，维持整个培养体系的温度不超过35℃；傍晚时分，排去隔板槽12中注入的水，同时对隔板槽12的外壁进行清理，以保持良好的透光性。

连续培养7天，取样测定，藻细胞浓度为1.8g/L，单位面积藻细胞产量为28.1g/m²/d。

与对比例相比，实施例1的养殖密度为常规跑道池的2.8倍；单位面积藻细胞产量比常规跑道池提高了40％。可见，实施例1的光合微生物培养装置有效地提高了光能利用率从而有效地提高了微藻的生长效率。

实施例2

在实施例1提供的光合微生物培养装置基础上，在跑道池12的底部增加了曝气系统的布置。布气方式可以为：1)通过导管横向通入，可以采用持续曝气或多排横管间歇式推进曝气；也可以为方式2)纵向通入。在曝气情况下，取消搅拌桨的投入。曝气通入二氧化碳与空气的混合气、且二者比例可以为0.01～10％。曝气系统可以增强藻液的运动，充分利用隔板槽12系统分散的光照，进一步提高微藻的光合作用效率。

利用该改进的装置养殖微拟球藻。培养过程中，培养液为普通BG11培养基，细胞接种密度为0.3g/L。培养周期内，平均气温和光照条件为：8:00时19℃，950μmol/m²/s；12:00时33℃，1850μmol/m²/s；17:00时25℃，450μmol/m²/s。培养过程中每天补充少量水以弥补水蒸发的损耗，维持培养液的初始深度。曝气为二氧化碳与空气的混合气、且二者比例为1％。

培养周期内，向隔板槽12中注水以维持整个培养体系的温度、以及对隔板槽12外壁进行清理以保持透光性的操作过程与实施例1相同，此处不再重复赘述。

连续培养10天，取样测定，藻细胞浓度为3.71g/L，单位面积藻细胞产量为39.5g/m²/d。

同期培养的斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)、雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)、小球藻(Chlorella.sp)、螺旋藻(Spirulina.sp)等不同藻种均获得比传统跑道池高出30％以上的产量。

实施例3

如图8所示，采用光合微生物培养装置培养微拟球藻。其中，跑道池12的流道长L11为10米、宽L12为1米。顺着跑道池12宽度方向上设有若干组隔板槽13，每组隔板槽组由30个隔板槽12组成，并且采用钢架15结构固定隔板槽组。

隔板槽13由普通玻璃制备，长度L14为90厘米、宽度为30厘米；各个隔板槽13之间的间隔为1厘米。培养液11深度为40厘米，隔板槽12伸入到培养液11中的深度为37厘米、隔板槽12底部距跑道池12池底的距离为3厘米；养殖体积为67L/m²。顺着隔板槽12的方向设有曝气系统，曝气为二氧化碳与空气的混合气、且二者比例为5％。

利用该装置养殖斜生栅藻和小球藻。培养过程中，培养液为普通BG11培养基，细胞接种密度均为0.5g/L。培养周期内，平均气温和光照条件为：8:00时24℃，800μmol/m²/s；12:00时27℃，1800μmol/m²/s；17:00时23℃，350μmol/m²/s。每天补充少量水以弥补水蒸发的损耗，维持培养液的初始深度。

正午时分，向隔板槽12中注入15厘米高度的水，维持整个培养体系的温度不超过32℃；傍晚时分，排去隔板槽12中注入的水，同时对隔板槽12的外壁进行清理，以保持良好的透光性。

连续培养5天，取样测定，斜生栅藻的藻细胞浓度可达3.7g/L，单位面积藻细胞产量可达42.3g/m²/d；小球藻的藻细胞浓度可达4.1g/L，单位面积藻细胞产量可达48.2g/m²/d。

实施例4

在实施例3提供的光合微生物培养装置基础上，在隔板槽12底部增设管道分布结构，以便于自动实现隔板槽12内水的注入和清洗排放。每个隔板槽13的底部都设有开口并连接有管道，各个管道又连接到主管道，主管道通过各个管道可以向各个隔板槽13中注水，以调节培养液的温度，比如，当培养液温度较高时，可以向隔板槽13中注入温度较低的水，以降低培养液的温度。当室外温度较高时，主管道与冷凝设备相连，这样，当隔板槽13中的水温度升高后，可以通过冷凝设备将这些水降温，再循环注入隔板槽13，以实现冷却水的循环。

隔板槽12底部设计为弧形，以便于实现隔板槽12内水体的回流，以防止隔板槽12内排水后有明显的积水现象发生。

本实施例中，在7月份的天气下，培养过程中，平均光照可达35MJ/m²/d，平均气温可达33℃；在隔板槽中间注入20厘米高度的水，通过管道分布结构与外部冷凝设备相连，将降温后的水循环注入隔板槽12，可以将整个培养体系的温度维持在27℃以内；同期操作的没有管道分布结构的光合微生物培养装置内的培养液温度为35℃左右；同期操作的培养液为7厘米深度的传统跑道池的温度可达38℃。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种光合微生物培养装置，其特征在于，包括盛有培养液的跑道池，所述跑道池内还设有至少一个由透明材料制成的隔板槽，所述隔板槽的封闭端伸入所述培养液的液面以下、所述隔板槽的敞开端在所述培养液的液面以上；

2.根据权利要求1所述的光合微生物培养装置，其特征在于，

所述隔板槽宽度为5～30cm；和/或

各个所述隔板槽之间的间距为1～10cm；和/或

3.根据权利要求2所述的光合微生物培养装置，其特征在于，所述隔板槽宽度为10～30cm。

4.根据权利要求2所述的光合微生物培养装置，其特征在于，所述隔板槽宽度为15～20cm。

5.根据权利要求2所述的光合微生物培养装置，其特征在于，各个所述隔板槽之间的间距为1～5cm。

6.根据权利要求2所述的光合微生物培养装置，其特征在于，各个所述隔板槽之间的间距为1～3cm。

7.根据权利要求2所述的光合微生物培养装置，其特征在于，所述隔板槽伸入到所述培养液液面中的距离为所述隔板槽宽度的2～3倍。

8.根据权利要求2所述的光合微生物培养装置，其特征在于，所述隔板槽底部与所述跑道池池底之间的距离为3～5cm。

9.根据权利要求1～8任一项所述的光合微生物培养装置，其特征在于，还包括设在所述跑道池底部的曝气系统，和/或还包括设在所述跑道池中的搅拌桨。

10.根据权利要求9所述的光合微生物培养装置，其特征在于，所述曝气系统由至少一排导管组成，所述导管沿着所述跑道池长度的方向设置，和/或所述导管沿着所述跑道池宽度的方向设置。

11.根据权利要求1～8任一项所述的光合微生物培养装置，其特征在于，还包括设在所述隔板槽之上的用于固定所述隔板槽的固定架。

12.根据权利要求1～8任一项所述的光合微生物培养装置，其特征在于，所述隔板槽底部连接有用于向所述隔板槽内注入水的管道分布结构。

13.根据权利要求12所述的光合微生物培养装置，其特征在于，所述隔板槽底部为弧形或锥形；或者所述隔板槽以一定角度伸入到所述培养液中。