CN107099458A - 一种生物反应釜及促进雨生红球藻增殖和催红的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物反应釜及促进雨生红球藻增殖和催红的方法，包括主体反应釜，主体反应釜上设置有PH感应头接口，PH感应头接口连接至PH控制器，PH控制器一端连接至工业二氧化碳瓶，另一端通过进气调节阀连接至主体反应釜，工业二氧化碳钢瓶出口位置设置有过滤器；主体反应釜内部安装有LED灯管，LED灯管连接至LED驱动控制器，主体反应釜内侧底壁上设置有气爆石，气爆石通过进气调节阀连接至T级过滤器，T级过滤器连接至工业空压机，LED灯管通过进气调节阀连接至水冷机一端，水冷机的另一端连接回LED灯管。本发明有效解决了现有传统微藻养殖方式受天气、光线、污染、环境温度等不良影响问题，可以大幅提高微藻生长的速度。

Description

一种生物反应釜及促进雨生红球藻增殖和催红的方法
技术领域
本发明涉及球藻生长培育技术领域，具体是一种生物反应釜及促进雨生红球藻增殖和催红的方法。
背景技术
雨生红球藻是一种单细胞绿藻，细胞呈椭圆形或卵形，大小从5微米到40-50微米左右，或有时甚至更大一些；有两条鞭毛用于推动细胞自由游动；细胞壁和原生质间具有空隙，其间充满胶装物质，细胞壁和原生质体间有细胞质相连，营养繁殖为细胞分裂，形成2，4，8，16，32甚至更多个子细胞，无性生殖在环境受到胁迫时形成胶群体或厚壁孢子。处于生长增殖阶段的雨生红球藻呈绿色细胞；当环境条件改变对其生长不利时，比如在缺氮，磷或在强光能射条件下，雨生红球藻细胞的生长变得缓慢并失去运动鞭毛，形成胶群体或厚壁孢子，同时，促进细胞内虾青素的大量累积，使雨生红球藻的颜色迅速变成深红色。影响雨生红球藻的生理、生物量、产量和细胞内虾青素含量，主要涉及藻种的优劣和良好的培育条件(如环境的净化程度、温度、溶解氧、藻液组成、光谱结构、光能强度、光能面积和光能时间等)。通过定制光普以及基因工程及遗传工程改造现有藻种获得优良菌株，提高藻种的体积、光饱和值、抗光抑制，以及抗逆、抗菌能力，可以获得耐菌、增殖快和虾青素累积能力强的藻种。我们研究表明，经过优化的LED垂直光能生物反应釜及良好的培养条件，可以促使雨生红球藻中虾青素含量高达细胞干重的4.5-8％，而采用传统太阳光或荧光管等培养生成虾青素含量最高不足细胞干重的0.8％-3％。
目前，阻碍雨生红球藻跑道式大规模生产主要因素是生物污染和雨生红球藻培养过程种群密度低使单位面积产量低所导致成本过高。由管道式光生物反应釜或小型系统组成的生物反应釜进行培养的雨生红球藻，存在的缺陷是管道壁容易被藻细胞粘连导致培养期间透光性下降、温度不稳定及清洗困难，因此只适合实验室的小规模生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物反应釜及促进雨生红球藻增殖和催红的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种生物反应釜，包括主体反应釜，主体反应釜呈上下封闭的管状形缸体，主体反应釜采用支撑式主体底座，所述主体反应釜的底部设置有排水装置，主体反应釜的顶部设置有一个可以打开的上盖，主体反应釜的外侧壁上还设置有一个PH感应头接口，PH感应头接口连接至PH控制器，PH控制器一端连接至工业二氧化碳瓶，PH控制器的另一端通过进气调节阀连接至主体反应釜，工业二氧化碳钢瓶出口位置设置有过滤器；所述主体反应釜内部安装有多条可调光量子通量密度和可调波长的LED灯管，所述LED灯管连接至LED驱动控制器，所述主体反应釜内侧底壁上设置有气爆石，所述气爆石通过进气调节阀连接至T级过滤器，T级过滤器连接至工业空压机，所述LED灯管还连接至水处理设备；所述LED灯管通过进气调节阀连接至水冷机一端，水冷机的另一端连接回LED灯管。
作为本发明进一步的方案：所述主体反应釜的横截面直径圆的直径变化范围为15-120cm，主体反应釜的高度变化范围在150-200cm，主体反应釜的外侧壁上还设置有三个水位窥镜。
作为本发明再进一步的方案：所述主体反应釜的外壁和上盖选用不锈钢材料或亚克力材料，厚度为0.8-3.0mm，上盖上设置有通孔。
作为本发明再进一步的方案：所述LED灯管由一个或多个LED芯片分开焊接在不同焊盘上的贴片或是集成形式的LED封装体或是芯片表贴在导热铝板上放入全密闭的透明管形成的一个防水的光能设施。
作为本发明再进一步的方案：所述LED灯管包括第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和第四LED芯片，所述第一LED芯片的波长范围为300-400nm，第二LED芯片的波长范围为400-500nm，第三LED芯片的波长范围为500-600nm，第四LED芯片的波长范围为600-780nm。
作为本发明再进一步的方案：所述第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和第四LED芯片贴在散热器，散热器包括一个由纯铝或纯铜材料制造的导热载体，所有的LED芯片都是连接在导热载体上，导热载体内部设有散热液管，散热器由散热液管头尾连接，形成一个回路，在回路一端接到一个水冷机，形成一个完整的散热系统。
一种促进雨生红球藻增殖和催红的方法，其主要步骤如下：
1)建立可调控的全密闭式LED垂直光能生物反应釜：在主体反应釜顶部、底部、四周和封盖采用不透光材料及内置、潜水、可调控光谱和光能的LED光能设施；其中主体反应釜的直径设置为15-120cm，高设置为150-200cm，溶液量为22-1200升，垂直缸体采用透明亚克力管，管底和上盖分别用塑料堵头封牢，缸体侧面开有取样口和探头口、缸体底部开有排水口、缸体顶部开有进水口和进线口；
2)在主体反应釜里安装60-7000W可调各波长及光量子通量密度的LED灯管，利用LED灯管提供适合于光合作用的人造光，加速雨生红球藻的增殖和催红；
3)调控气爆石气体流量、无菌空气鼓入量、总光量子通量密度、藻细胞生长的PH值、淡水藻液和藻细胞生长温度等人为可控制的环境条件诱导雨生红球藻生长增殖及提高种群密度和调控雨生红球藻细胞内次生代谢产物虾青素的合成和积累；其中气爆石流量调节为0.7-3.5L/min；无菌空气鼓入量为0.3-3.5L/min；淡水藻液按照以下原料和含量调配：水处理设备过滤清水100％，硝酸钠0.40g/L，硝酸钾0.15g/L，七水硫酸镁0.15g/L，氮化钙0.16g/L，柠檬酸铁铵0.008g/L，磷酸二氢钾0.18g/L；藻细胞生长温度为25℃，总光量子通量密度为25000-500000μmol/m2·s；藻细胞生长的PH值为6.8，藻细胞迅速生长增殖培养周期为60-192小时；
4)经离心分离收获藻细胞泥及干燥，萃取等工序获得虾青素，虾青素含量达到细胞干重的3.5％，所获取的雨生红球藻生命力旺盛，密度达到预期的目标密度，无污染。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明有效解决了现有传统微藻养殖方式受天气、光线、污染、环境温度等不良影响问题，进一步解决了微藻在自然环境生长稳定性差、速度过慢的问题，可以大幅提高微藻生长的速度，大幅度减少微藻受自然环境因素的影响、重金属污染、真菌感染和其他藻类竞争等问题，并且大幅度的缩短微藻的生长周期。通过此发明可以给微藻提供针对性适合光合作用的光谱和良好、稳定的养殖环境，微藻的生长速度可以大幅提升；通过模组化、工业化、标准化、自动化，本发明也进一步解决大规模养殖微藻时出现批量感染壶菌交叉感染或大面积污染导致大批微藻死亡的问题。
本发明利用全密闭LED微藻光能生物反应釜培养生成虾青素含量高达细胞干重的2.5％-5.0％.和传统太阳光或荧光管等培养生成虾青素含量1.8％-2.0％对比，用本发明培养生成虾青素含量提高至少1倍以上。
附图说明
图1为生物反应釜的结构示意图。
图2为生物反应釜中主体反应釜的外部结构示意图。
图3为生物反应釜的空气和二氧化碳鼓入量控制原理图。
图中：1-主体反应釜，2-LED灯管，3-工业空压机，4-T级过滤器，5-工业二氧化碳钢瓶，6-过滤器，7-气爆石，8-水冷机，9-水处理设备，10-PH控制器，11-进气调节阀，12-排水装置，13-LED驱动控制器，14-PH感应头接口。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-3，一种生物反应釜，包括主体反应釜1，主体反应釜1呈上下封闭的管状形缸体，主体反应釜1采用支撑式主体底座，主体反应釜1的横截面直径圆的直径变化范围为15-120cm，主体反应釜1的高度变化范围在150-200cm，主体反应釜1的外侧壁上设置有三个水位窥镜和一个PH感应头接口14，PH感应头接口14连接至PH控制器10，PH控制器10一端连接至工业二氧化碳瓶5，PH控制器10的另一端通过进气调节阀11连接至主体反应釜1，主体反应釜1的底部设置有排水装置12，主体反应釜1的顶部设置有一个可打开的上盖，上盖上设置有若干通孔；所述主体反应釜1的外壁和上盖选用不锈钢材料或亚克力材料，厚度为0.8-3.0mm，上盖可以打开；在主体反应釜1内部安装有多条可调光量子通量密度和可调波长的LED灯管2，每条LED灯管2的功率为60W-600W；LED灯管2单独使用或全部使用；LED灯管2连接至LED驱动控制器13，通过LED驱动控制器13可调控LED灯管2发出的的波长范围在300-700nm之间；可调控总光量子通量密度为25000-250000μmol/m2·s；所述LED灯管2包括第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和第四LED芯片，所述第一LED芯片的波长范围为300-400nm，第二LED芯片的波长范围为400-500nm，第三LED芯片的波长范围为500-600nm，第四LED芯片的波长范围为600-780nm；每个LED芯片可独立使用或组合使用；所述LED灯管2由一个或多个LED芯片分开焊接在不同焊盘上的贴片或是集成形式的LED封装体或是芯片表贴在导热铝板上放入全密闭的透明管形成的一个防水的光能设施；
雨生红球藻生长增殖及提高种群密度调控阶段的光谱为第二LED芯片的波长为400-500nm及第四LED芯片的波长为600-780nm；光量子通量密度为25000-250000μmol/m2·s；调控细胞虾青素合成和积累阶段光谱为第一LED芯片的波长300-400nm，第二LED芯片的波长400-500nm，第三LED芯片的波长500-600nm，第四LED芯片的波长600-780nm；总光量子通量密度为25000-250000μmol/m2·s；光量子通量密度和光照周期可根据LED灯管的光强及灯数量和功率及光能时间进行调控；所述第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和第四LED芯片贴在散热器，散热器包括一个由纯铝或纯铜材料制造的导热载体，所有的LED芯片都是连接在导热载体上，导热载体内部设有散热液管，散热器由散热液管头尾连接，形成一个回路，在回路一端接到一个水冷机8，形成一个完整的散热系统，保证LED灯管2在工作时所发出来的热能能通此系统降温进一步确保缸内温度不会超过雨生红球藻增殖或催红的所需要的藻液温度；
所述主体反应釜1内侧底壁上设置有气爆石7，所述气爆石7通过进气调节阀11连接至T级过滤器4，T级过滤器4连接至工业空压机3，T级过滤器4通过进气调节阀11连接至气爆石7，采用工业空压机3并经过T级过滤器4的滤油滤水滤菌处理成无菌空气，通过进气调节阀11和空气混合将无菌空气和无菌二氧化碳送入到主体反应釜1内，所述无菌空气鼓入量为0.7-3.5L/min；
所述工业二氧化碳钢瓶5通过PH控制器10和进气调节阀11连接至主体反应釜1；工业二氧化碳钢瓶5出口位置设置有过滤器6，过滤器6用于除菌；二氧化碳气体采用工业二氧化碳钢瓶5，并采用过滤器6除菌；鼓入无菌二氧化碳和无菌空气混合的量根据PH感应头接口14检测到的藻液的pH浓度，PH感应头接口14将检测结构反馈给PH控制器10，并通过PH控制器10进行调节；所述主体反应釜1与水处理设备9连接，主体反应釜1与工业空压机3连接；
工业空压机3和气爆石7把无菌二氧化碳和无菌空气混合送鼓到藻液里促进藻液的流动，调控无菌进气调节阀11和气爆石7鼓气器使主体反应釜淡水藻液处于流动状态并保持淡水营养组成及溶解氧浓度和PH值的调控性，随着气泡的上升使雨生红球藻在反应釜里滚动，从而使藻细胞的生长处于悬浮状态，无菌空气的流量为0.7-3.5L/min；可有效提高藻细胞在藻液里滚动并减少藻细胞之间的遮蔽作用及提高藻细胞光能面积的利用。采用工业上使用的空压机，把无菌空气输入到反应釜里并通过气爆石把空气从反应釜底下往上冒气泡。
实施例1
采用上述生物反应釜促进雨生红球藻增殖和催红的方法，其主要步骤如下：
1)建立可调控的全密闭式LED垂直光能生物反应釜，在主体反应釜顶部、底部、四周和封盖采用不透光材料及内置、潜水、可调控光谱和光能的LED光能设施；其中主体反应釜1的直径设置为16cm，高设置为160cm，溶液量为22升，垂直缸体采用透明亚克力管，管底和上盖分别用塑料堵头封牢，缸体侧面开有取样口和探头口、缸体底部开有排水口、缸体顶部开有进水口和进线口；
2)主体反应釜1里安装60W可调各波长及光量子通量密度的LED灯管2，利用LED灯管2提供适合于光合作用的人造光，加速雨生红球藻的增殖和催红；
3)调控气爆石气体流量、无菌空气鼓入量、总光量子通量密度、藻细胞生长的PH值、淡水藻液和藻细胞生长温度等人为可控制的环境条件诱导雨生红球藻生长增殖及提高种群密度和调控雨生红球藻细胞内次生代谢产物虾青素的合成和积累；其中气爆石7流量调节为0.7L/min；无菌空气鼓入量为0.7L/min；淡水藻液按照以下原料和含量调配：水处理设备过滤清水100％，硝酸钠0.40g/L，硝酸钾0.15g/L，七水硫酸镁0.15g/L，氮化钙0.16g/L，柠檬酸铁铵0.008g/L，磷酸二氢钾0.18g/L；藻细胞生长温度为25℃，总光量子通量密度为25000-28000μmol/m2·s；藻细胞生长的PH值为6.8，藻细胞迅速生长增殖培养周期为60小时；
4)经离心分离收获藻细胞泥及干燥，萃取等工序获得虾青素，虾青素含量达到细胞干重的2.5％，所获取的雨生红球藻生命力旺盛，密度达到预期的目标密度，无污染。
实施例2
采用上述生物反应釜促进雨生红球藻增殖和催红的方法，其主要步骤如下：
1)建立可调控的全密闭式LED垂直光能生物反应釜，在主体反应釜顶部、底部、四周和封盖采用不透光材料及内置、潜水、可调控光谱和光能的LED光能设施；其中主体反应釜的直径设置为16cm，高设置为160cm，溶液量为22升，垂直缸体采用透明亚克力管，管底和上盖分别用塑料堵头封牢，缸体侧面开有取样口和探头口、缸体底部开有排水口、缸体顶部开有进水口和进线口；
2)主体反应釜里安装100W可调各波长及光量子通量密度的LED灯管，利用LED灯管提供适合于光合作用的人造光，加速雨生红球藻的增殖和催红；
3)调控气爆石气体流量、无菌空气鼓入量、总光量子通量密度、藻细胞生长的PH值、淡水藻液和藻细胞生长温度等人为可控制的环境条件诱导雨生红球藻生长增殖及提高种群密度和调控雨生红球藻细胞内次生代谢产物虾青素的合成和积累；其中气爆石流量调节为0.7L/min；无菌空气鼓入量为0.7L/min；淡水藻液按照以下原料和含量调配：水处理设备过滤清水100％，硝酸钠0.40g/L，硝酸钾0.15g/L，七水硫酸镁0.15g/L，氮化钙0.16g/L，柠檬酸铁铵0.008g/L，磷酸二氢钾0.18g/L；藻细胞生长温度为25℃，总光量子通量密度为36000-50000μmol/m2·s；藻细胞生长的PH值为6.8，藻细胞迅速生长增殖培养周期为60小时；
4)经离心分离收获藻细胞泥及干燥，萃取等工序获得虾青素，虾青素含量达到细胞干重的4.5％，所获取的雨生红球藻生命力旺盛，密度达到预期的目标密度，无污染。
实施例3
采用上述生物反应釜促进雨生红球藻增殖和催红的方法，其主要步骤如下：
1)建立可调控的全密闭式LED垂直光能生物反应釜，在主体反应釜顶部、底部、四周和封盖采用不透光材料及内置、潜水、可调控光谱和光能的LED光能设施；其中主体反应釜的直径设置为35cm，高设置为160cm，溶液量为100升，垂直缸体采用透明亚克力管，管底和上盖分别用塑料堵头封牢，缸体侧面开有取样口和探头口、缸体底部开有排水口、缸体顶部开有进水口和进线口；
2)主体反应釜里安装500W可调各波长及光量子通量密度的LED灯管，利用LED灯管提供适合于光合作用的人造光，加速雨生红球藻的增殖和催红；
3)调控气爆石气体流量、无菌空气鼓入量、总光量子通量密度、藻细胞生长的PH值、淡水藻液和藻细胞生长温度等人为可控制的环境条件诱导雨生红球藻生长增殖及提高种群密度和调控雨生红球藻细胞内次生代谢产物虾青素的合成和积累；其中气爆石流量调节为3.5L/min；无菌空气鼓入量为0.3L/min；淡水藻液按照以下原料和含量调配：水处理设备过滤清水100％，硝酸钠0.40g/L，硝酸钾0.15g/L，七水硫酸镁0.15g/L，氮化钙0.16g/L，柠檬酸铁铵0.008g/L，磷酸二氢钾0.18g/L；藻细胞生长温度为25℃，总光量子通量密度为180000-250000μmol/m2·s；藻细胞生长的PH值为6.8，藻细胞迅速生长增殖培养周期为192小时；
4)经离心分离收获藻细胞泥及干燥，萃取等工序获得虾青素，虾青素含量达到细胞干重的3.5％，所获取的雨生红球藻生命力旺盛，密度达到预期的目标密度，无污染。
实施例4
采用上述生物反应釜促进雨生红球藻增殖和催红的方法，其主要步骤如下：
1)建立可调控的全密闭式LED垂直光能生物反应釜，在主体反应釜顶部、底部、四周和封盖采用不透光材料及内置、潜水、可调控光谱和光能的LED光能设施；其中主体反应釜的直径设置为80cm，高设置为160cm，溶液量为600升，垂直缸体采用透明亚克力管，管底和上盖分别用塑料堵头封牢，缸体侧面开有取样口和探头口、缸体底部开有排水口、缸体顶部开有进水口和进线口；
2)主体反应釜里安装1250W可调各波长及光量子通量密度的LED灯管，利用LED灯管提供适合于光合作用的人造光，加速雨生红球藻的增殖和催红；
3)调控气爆石气体流量、无菌空气鼓入量、总光量子通量密度、藻细胞生长的PH值、淡水藻液和藻细胞生长温度等人为可控制的环境条件诱导雨生红球藻生长增殖及提高种群密度和调控雨生红球藻细胞内次生代谢产物虾青素的合成和积累；其中气爆石流量调节为3.5L/min；无菌空气鼓入量为0.3L/min；淡水藻液按照以下原料和含量调配：水处理设备过滤清水100％，硝酸钠0.40g/L，硝酸钾0.15g/L，七水硫酸镁0.15g/L，氮化钙0.16g/L，柠檬酸铁铵0.008g/L，磷酸二氢钾0.18g/L；藻细胞生长温度为25℃，总光量子通量密度为360000-500000μmol/m2·s；藻细胞生长的PH值为6.8，藻细胞迅速生长增殖培养周期为192小时；
4)经离心分离收获藻细胞泥及干燥，萃取等工序获得虾青素，虾青素含量达到细胞干重的3.5％，所获取的雨生红球藻生命力旺盛，密度达到预期的目标密度，无污染。
本发明利用全密闭LED微藻光能生物反应釜培养生成虾青素含量高达细胞干重的2.5％-5.0％.和传统太阳光或荧光管等培养生成虾青素含量1.8％-2.0％对比，用本发明培养生成虾青素含量提高至少1倍以上。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种生物反应釜，其特征在于，包括主体反应釜(1)，主体反应釜(1)呈上下封闭的管状形缸体，主体反应釜(1)采用支撑式主体底座，所述主体反应釜(1)的底部设置有排水装置(12)，主体反应釜(1)的顶部设置有一个可以打开的上盖，主体反应釜(1)的外侧壁上还设置有一个PH感应头接口(14)，PH感应头接口(14)连接至PH控制器(10)，PH控制器(10)一端连接至工业二氧化碳瓶(5)，PH控制器(10)的另一端通过进气调节阀(11)连接至主体反应釜(1)，工业二氧化碳钢瓶(5)出口位置设置有过滤器(6)；所述主体反应釜(1)内部安装有多条可调光量子通量密度和可调波长的LED灯管(2)，所述LED灯管(2)连接至LED驱动控制器(13)，所述主体反应釜(1)内侧底壁上设置有气爆石(7)，所述气爆石(7)通过进气调节阀(11)连接至T级过滤器(4)，T级过滤器(4)连接至工业空压机(3)，所述主体反应釜(1)还连接至水处理设备(9)；所述LED灯管(2)通过进气调节阀(11)连接至水冷机(8)一端，水冷机(8)的另一端连接回LED灯管(2)。
2.根据权利要求1所述的生物反应釜，其特征在于，所述主体反应釜(1)的横截面直径圆的直径变化范围为15-120cm，主体反应釜(1)的高度变化范围在150-200cm，主体反应釜(1)的外侧壁上还设置有三个水位窥镜。
3.根据权利要求1或2所述的生物反应釜，其特征在于，所述主体反应釜(1)的外壁和上盖选用不锈钢材料或亚克力材料，厚度为0.8-3.0mm，上盖上设置有通孔。
4.根据权利要求3所述的生物反应釜，其特征在于，所述LED灯管(2)由一个或多个LED芯片分开焊接在不同焊盘上的贴片或是集成形式的LED封装体或是芯片表贴在导热铝板上放入全密闭的透明管形成的一个防水的光能设施。
5.根据权利要求4所述的生物反应釜，其特征在于，所述LED灯管(2)包括第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和第四LED芯片，所述第一LED芯片的波长范围为300-400nm，第二LED芯片的波长范围为400-500nm，第三LED芯片的波长范围为500-600nm，第四LED芯片的波长范围为600-780nm。
6.根据权利要求5所述的生物反应釜，其特征在于，所述第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和第四LED芯片贴在散热器，散热器包括一个由纯铝或纯铜材料制造的导热载体，所有的LED芯片都是连接在导热载体上，导热载体内部设有散热液管，散热器由散热液管头尾连接，形成一个回路，在回路一端接到一个水冷机(8)，形成一个完整的散热系统。
7.一种如权利要求1-6任一所述的促进雨生红球藻增殖和催红的方法的制备方法，其特征在于，其主要步骤如下：
1)建立可调控的全密闭式LED垂直光能生物反应釜：在主体反应釜顶部、底部、四周和封盖采用不透光材料及内置、潜水、可调控光谱和光能的LED光能设施；其中主体反应釜的直径设置为15-120cm，高设置为150-200cm，溶液量为22-1200升，垂直缸体采用透明亚克力或不锈钢管，管底和上盖分别用塑料或不锈钢堵头封牢，缸体侧面开有取样口和探头口、缸体底部开有排水口、缸体顶部开有进水口和进线孔；
2)在主体反应釜里安装60-7000W可调各波长及光量子通量密度的LED灯管，利用LED灯管提供适合于光合作用的人造光，加速雨生红球藻的增殖和催红；
3)调控气爆石气体流量、无菌空气鼓入量、总光量子通量密度、藻细胞生长的PH值、淡水藻液和藻细胞生长温度等人为可控制的环境条件诱导雨生红球藻生长增殖及提高种群密度和调控雨生红球藻细胞内次生代谢产物虾青素的合成和积累；其中气爆石流量调节为0.7-3.5L/min；无菌空气鼓入量为0.3-3.5L/min；淡水藻液按照以下原料和含量调配：水处理设备过滤清水100％，硝酸钠0.40g/L，硝酸钾0.15g/L，七水硫酸镁0.15g/L，氮化钙0.16g/L，柠檬酸铁铵0.008g/L，磷酸二氢钾0.18g/L；藻细胞生长温度为25℃，总光量子通量密度为25000-500000μmol/m2·s；藻细胞生长的PH值为6.8，藻细胞迅速生长增殖培养周期为60-192小时；
4)经离心分离收获藻细胞泥及干燥，萃取等工序获得虾青素，虾青素含量达到细胞干重的3.5％，所获取的雨生红球藻生命力旺盛，密度达到预期的目标密度，无污染。
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