CN105441313B - 热区微藻培养系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的热区微藻培养系统，包括透明容器以及光源，透明容器悬挂于横杆上，接头模块包括盖体，盖体的内部设置有第一通槽以及与第一通槽平行的第二通槽，第二通槽、第一通槽内分别设置有伸入透明容器的内部的通气管以及取样管，通气管的位于透明容器的外部的一端与通气泵的输出端连接，取样管的位于透明容器的外部的一端与取样泵的输出端连接，通气泵与取样泵均设置于盖体上。本发明的热区微藻培养系统具有更不易污染、密度更高、成本更低的优点。本发明的热区微藻培养系统的透明容器、光源、横杆、接头模块组成了一种低成本、操作便利、可有效避免污染的微藻吊袋培养装置。

Description

热区微藻培养系统
技术领域
本发明涉及微生物学装置，特别是涉及一种热区微藻培养系统。
背景技术
微藻是一类古老、个体微小、可光合自养的低等植物，是优质水产养殖饵料，也是多不饱和脂肪酸、优质蛋白和多种生物活性物质的来源。含油量高的微藻还被认为是可再生能源的理想原料。近几年微藻在食品、药品、能源和水环境修复等领域受到广泛关注，微藻相关产品开发成为新兴技术产业。
海南岛光热资源充足，发展微藻产业具有独特的地理优势与种质资源优势。然而海南夏季的强光、高温、台风以及冬季的弱光也是微藻开放式培养的不利因素。充分利用热区(以海口为例)的光热资源，同时克服热带地区高温和暴雨的不利自然因素，降低培养成本，是热带地区微藻培养的关键。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以充分利用热区的光热资源，并可以有效避免高温、强光、暴雨及台风等不利气候因素的热区微藻培养系统。
本发明的热区微藻培养系统，包括用于容纳并培养微藻的透明容器以及用于向所述透明容器提供光线的光源，还包括水平放置的横杆，所述透明容器通过接头模块悬挂于横杆上，所述接头模块包括盖体，所述盖体的内部设置有第一通槽以及与所述第一通槽平行的第二通槽，所述第二通槽、第一通槽内分别设置有伸入所述透明容器的内部的通气管以及取样管，所述通气管的位于所述透明容器的外部的一端与通气泵的输出端连接，所述取样管的位于所述透明容器的外部的一端与取样泵的输出端连接，所述通气泵与取样泵均设置于所述盖体上。
本发明的热区微藻培养系统，其中，所述光源包括多个白色的LED灯，所述LED灯与变压器、光强度调节器分别连接。
本发明的热区微藻培养系统，其中，所述透明容器为柱状柔性塑料袋。
本发明的热区微藻培养系统，其中，还包括用于容纳所述透明容器、光源以及横杆的培养棚，所述培养棚包括顶棚以及多个与所述顶棚连接的竖直设置的透明侧板，所述透明容器、光源以及横杆均设置于顶棚下方，多个所述透明侧板从侧面围挡所述透明容器、光源以及所述横杆。
本发明的热区微藻培养系统，其中，所述顶棚包括钢制骨架以及覆盖于钢制骨架上的透明塑料板，所述透明塑料板的一端向下倾斜。
本发明的热区微藻培养系统，其中，所述顶棚的上方设置有喷淋降温清洗装置。
本发明的热区微藻培养系统，其中，每一透明侧板包括钢筋骨架以及覆盖于所述钢制骨架上的防虫网，至少一个透明侧板上设置有通风口，所述通风口与所述顶棚的距离为20厘米。
本发明的热区微藻培养系统，其中，所述培养棚内设置有用于遮盖透明容器的遮阳网，所述遮阳网包括两层幕布，每一层幕布通过滑轨可滑动的设置于所述透明容器的上方。
本发明的热区微藻培养系统，其中，所述培养棚内设置有用于储藏养殖废水的水箱，所述水箱内设置有用于过滤养殖废水的柱式沙滤系统，所述水箱上设置有出水装置。
本发明的热区微藻培养系统可用于培养各种微藻。本发明的热区微藻培养系统具有不易污染、密度更高、成本更低的优点。本发明的热区微藻培养系统的透明容器、光源、横杆、接头模块组成了一种低成本、操作便利、可有效避免污染的微藻吊袋培养装置。
附图说明
图1为本发明的热区微藻培养系统的结构示意图的主视图；
图2为本发明的热区微藻培养系统的结构示意图的右视图；
图3为本发明的热区微藻培养系统的结构示意图的俯视图；
图4为本发明的热区微藻培养系统的透明容器、接头模块的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明的热区微藻培养系统，包括用于容纳并培养微藻的透明容器1以及用于向透明容器1提供光线的光源2，还包括水平放置的横杆3，透明容器1通过接头模块悬挂于横杆3上，接头模块包括盖体 4，盖体4的内部设置有第一通槽11以及与第一通槽11平行的第二通槽12。第二通槽12、第一通槽11内分别设置有伸入透明容器1的内部的通气管22 以及取样管21，通气管22的位于透明容器1的外部的一端与通气泵24的输出端连接，取样管21的位于透明容器1的外部的一端与取样泵23的输出端连接，通气泵24与取样泵23均设置于盖体4上。
本发明的热区微藻培养系统，其中，光源2包括多个白色的LED灯，LED 灯与变压器、光强度调节器分别连接。利用光强度调节器可以根据藻种的光合特性和密度调节微藻培养过程中的光照强度，使藻类处于最适光强之中。
本发明的热区微藻培养系统，其中，透明容器1为柱状柔性塑料袋。
结合图4所示，接头模块包括：材料是硬质透明或不透明塑料的盖体4、通气管22以及取样管21。盖体4上带有螺纹。取样管21较短，用于培养过程中的取样检测；通气管22较长，用于通气。盖体4上套置有用于固定柱状柔性塑料袋的拉带25，盖体4上钻孔，将两根管通过孔伸入到柱状柔性塑料袋中，柱状柔性塑料袋可以是长度50厘米，容积2.5升、截面的周长为30.14厘米的柱状柔性塑料袋，也可是其他尺寸。
当完成一批藻的培养时，仅把柱状柔性塑料袋取下(出售或用于加工等用途)，再更换装有新的培养基的柱状柔性塑料袋。实际应用中，柔性塑料袋体积和规格都可调整。
本发明的热区微藻培养系统，其中，还包括用于容纳透明容器1、光源2 以及横杆3的培养棚100。培养棚100的功能为防热带地区的暴雨、强光、高温等恶劣气候。
培养棚100包括顶棚51以及多个与顶棚51连接的竖直设置的透明侧板52。每一透明侧板52包括钢筋骨架520、覆盖于钢制骨架520上的可以手动卷起的遮阳布、覆盖于钢制骨架520上的防虫网521，平时，遮阳布卷起，可以使微藻充分利用自然光，当光过强时(如在热区夏季中午光照过强会使微藻减产)，遮阳布放下。
透明容器1、光源2以及横杆3均设置于顶棚51下方，多个透明侧板52 从侧面围挡容器1、光源2以及横杆3。透明侧板52应使太阳光透过。
本发明的热区微藻培养系统，其中，顶棚51包括钢制骨架510以及覆盖于钢制骨架510上的透明塑料板511，透明塑料板511的一端向下倾斜，避免积水。
本发明的热区微藻培养系统，其中，顶棚51的上方设置有喷淋降温清洗装置53。
本发明的热区微藻培养系统，其中，至少一个透明侧板52上内设置有通风口522，通风口522与顶棚51的距离为20厘米，有效避免热区台风的危害。
本发明的热区微藻培养系统，其中，培养棚100内设置有用于遮盖透明容器1的遮阳网，遮阳网包括两层幕布54，每一层幕布54通过滑轨55可滑动的设置于透明容器1的上方，由此可以根据天气情况调节自然光照。
本发明的热区微藻培养系统，其中，培养棚100内设置有用于储藏养殖废水的水箱30，水箱30内设置有用于过滤养殖废水的柱式沙滤系统，柱式沙滤系统垂直固定在水箱内部，废水进水口在柱式沙滤系统上端，过滤出水口在柱式沙滤系统下端，利用重力作用过滤废水，水箱30上设置有出水装置34。多个出水装置34与多个透明容器1分别一一对应。
本发明的热区微藻培养系统具有低成本、高效率的特点。本发明的热区微藻培养系统可以应用于以微藻为原料的饵料、生物燃料、多不饱和脂肪酸、优质蛋白及色素多糖等的多种生物活性物质的商业化生产上。
本发明的热区微藻培养系统可以利用养殖废水或污水培养微藻，降低生产成本，净化环境，社会效益显著。
本发明的热区微藻培养系统包括自动喷淋降温清洗装置，作用是清洗顶棚 51，在高温时段还可通过喷淋降温。
每一透明侧板52由钢筋骨架和防虫网构成，作用是通风降温，防虫防污染，防暴雨。
通风口522作用是通风降温，台风天气时可使台风穿过，防止台风灾害。
遮阳网包括两层幕布54，可调节室内阳光强度，避免高光强时段光对藻类产生危害。
本发明的热区微藻培养系统中，养殖污水可培养微藻。微藻吸收污水中的营养元素，净化了废水，同时节省了培养成本。养殖废水通常是先用膜过滤，再高温灭菌培养微藻。为了降低能耗，节约培养成本，利用柱式多层沙滤系统过滤养殖废水，然后直接用于微藻培养，这种系统可减少高温灭菌的成本。
本发明的热区微藻培养系统可用于培养各种微藻。以海水养殖的小球藻、扁藻和等鞭金藻为例，在通入空气的条件下，在海南可以一年四季连续培养，培养密度可以达到1g/L以上，有效地避免了污染。淡水蛋白核小球藻藻培养密度可达2g/L以上。与现有的浮游生物培养器相比较，本发明的热区微藻培养系统具有不易污染、密度更高、成本更低的优点。
本发明的热区微藻培养系统的透明容器1、光源2、横杆3、接头模块组成了一种低成本、操作便利、可有效避免污染的微藻吊袋培养装置。
实验结果表明，上述微藻吊袋培养装置培养的微藻密度高于现有的进口浮游生物培养器培养的微藻密度。
上述微藻吊袋培养装置的成本低廉，操作简便，不但可应用于水产养殖业中饵料的培养，也适用于家庭阳台培养。
相对于开放式光生物反应器，上述微藻吊袋培养装置具有以下优点：(1) 无污染，能实现单种、纯种培养；(2)培养条件易于控制；(3)培养密度高，易收获；(4)适合于所有微藻的光自养培养，尤其适合于微藻代谢产物的生产； (5)有较高的光照面积与培养体积之比，光能利用率较高。
当利用本发明的热区微藻培养系统进行微藻培养时，向柱状柔性塑料袋中加入2-5L升已配好培养液，再加入200毫升小球藻液后，将柱状柔性塑料袋与接头模块固定，再悬挂于横杆3上，如果柱状柔性塑料袋过重，下面适当垫一个支撑或直接与地坂接触。打开LED灯并保持其12小时光照，12小时黑暗。
本发明的热区微藻培养系统的微藻吊袋培养装置，将通气管、抽样管和柱状柔性塑料袋固定在一起，当藻液达到采收密度时，仅更换价格低廉的柱状柔性塑料袋即可，接头模块上再固定新的柱状柔性塑料袋即可继续使用下去。接头模块与柱状柔性塑料袋的拆装比较简单，无需专业知识。接头模块同时可以把柱状柔性塑料袋撑开，以便充分利用空间。
上述微藻吊袋培养装置使抽取藻样和补加培养液非常方便，不仅可用于微藻的批次培养，也可用于半连续培养。
本发明的热区微藻培养系统的微藻吊袋培养装置包括光照强度可调的 LED光源：不同藻种对光照强度的要求不同，而且不同培养密度的同一种藻对光照强度的要求也不同。实验表明，随着微藻的培养密度的增加，整个袋中的微藻的光饱和点也增加，在藻细胞密度较低时，过强的光强会抑制生长，而随着藻细胞密度的增加，所需光强也增加。可根据藻种生物学特性和培养密度调节上述微藻吊袋培养装置的光源强度，达到最合适光强。
此外，LED光源散热少，利于热区应用。研究表明，相同光照强度条件下，小球藻在LED光源下生长的速率比日光灯条件下生长的速率要快。
本发明的热区微藻培养系统的微藻吊袋培养装置可用于多种海水、淡水食用及饵料微藻的培养，实用性强，价格适宜。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种热区微藻培养系统，包括用于容纳并培养微藻的透明容器以及用于向所述透明容器提供光线的光源，其特征在于，还包括水平放置的横杆，所述透明容器通过接头模块悬挂于横杆上，所述接头模块包括盖体，所述盖体的内部设置有第一通槽以及与所述第一通槽平行的第二通槽，所述第二通槽、第一通槽内分别设置有伸入所述透明容器的内部的通气管以及取样管，所述通气管的位于所述透明容器的外部的一端与通气泵的输出端连接，所述取样管的位于所述透明容器的外部的一端与取样泵的输出端连接，所述通气泵与取样泵均设置于所述盖体上，所述盖体上带有螺纹，取样管的长度较通气管短，所述盖体上套置有用于固定所述透明容器的拉带，还包括用于容纳所述透明容器、光源以及横杆的培养棚，所述培养棚包括顶棚以及多个与所述顶棚连接的竖直设置的透明侧板，所述透明容器、光源以及横杆均设置于顶棚下方，多个所述透明侧板从侧面围挡所述透明容器、光源以及所述横杆，所述培养棚内设置有用于储藏养殖废水的水箱，所述水箱内设置有用于过滤养殖废水的柱式沙滤系统，柱式沙滤系统垂直固定在水箱内部，废水进水口在柱式沙滤系统上端，过滤出水口在柱式沙滤系统下端，利用重力作用过滤废水，所述水箱上设置有出水装置。
2.如权利要求1所述的热区微藻培养系统，其特征在于，所述光源包括多个白色的LED灯，所述LED灯与变压器、光强度调节器分别连接。
3.如权利要求1所述的热区微藻培养系统，其特征在于，所述透明容器为柱状柔性塑料袋。
4.如权利要求3所述的热区微藻培养系统，其特征在于，所述顶棚包括钢制骨架以及覆盖于钢制骨架上的透明塑料板，所述透明塑料板的一端向下倾斜。
5.如权利要求4所述的热区微藻培养系统，其特征在于，所述顶棚的上方设置有喷淋降温清洗装置。
6.如权利要求5所述的热区微藻培养系统，其特征在于，每一透明侧板包括钢筋骨架以及覆盖于所述钢制骨架上的防虫网，至少一个透明侧板上设置有通风口，所述通风口与所述顶棚的距离为20厘米。
7.如权利要求6所述的热区微藻培养系统，其特征在于，所述培养棚内设置有用于遮盖透明容器的遮阳网，所述遮阳网包括两层幕布，每一层幕布通过滑轨可滑动的设置于所述透明容器的上方。
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