TWI638045B - 一種微藻的量產方法 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種微藻的量產方法，其係在提供兩種以上不互相影響的養殖區域分別控制各自的溫度、二氧化碳濃度、光質、光強度、光週期與養殖天數，來進行分區作業，分別進行藻類增生與藻類誘導轉化目的，具有穩定持續量產，減少養殖容器清洗，不受晝夜及環境限制的優勢來達到加速製造過程量產化之方法。

Description

一種微藻的量產方法
微藻類，又稱作原生植物，包括數種不同種類，以光合作用產生能量的生物，微藻類產生能量的方式為光合自營。微藻類富含許多營養價值在營養食品開發上有許多應用，其採集方式大多為戶外開放式養殖，成本低廉但純度不高還需後續加工萃取方可使用。本發明涉及微藻類養殖技術領域，特別是一種利用分區環控養殖方式提供藻類在不同階段使用不同的養殖手段促使藻類的增生與誘導轉化出所需最終產物，達成連續穩定量產的方法。
微藻類富含許多營養價值在營養食品開發上有許多應用，其中有許多微藻類富含類胡蘿蔔素，蝦紅素更是近年來受到矚目的營養補充元素。蝦紅素(Astaxanthin；3,3'-二羥基-β-胡蘿蔔素-4,4'-二酮)是一種紅色類胡蘿蔔素，廣泛存在於微藻、蝦蟹、魚類及鳥類羽毛中。具有增強免疫力、促進抗體產生、高抗氧化性及清除自由基(清除自由基的能力為β-胡蘿蔔素的10倍、葉黃素的200倍、維生素E的550倍)的功能，近年來被廣泛應用於水產養殖、化妝品、保健食品、醫藥等多種領域。
生物萃取蝦紅素的原料主要有三種：一、蝦蟹等水產加工廢棄物；二、酵母菌；三、微藻，主要是雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)。其中，水產廢棄物及酵母菌中蝦紅素含量低，通常小於0.4%，萃取成本高，不適合量產。相較之下，雨生紅球藻蝦紅素含量平均高達1.5%-3%，為目前蝦紅素主要原料來源。
雨生紅球藻為一種植物，需要在有光的環境下方能生 長，其在合適的環境條件下呈現綠色，可進行增殖生長。當環境條件不利於生長時，如高溫、缺乏營養、光強度過高等逆境，雨生紅球藻不再進行增殖生長，會在體內進行二次代謝，開始累積蝦紅素保護自身而呈現紅色(即為蝦紅素)。
利用雨生紅球藻的生長特性來生產蝦紅素時，一般把生產過程分成兩階段：一、綠色增殖生長階段：透過控制培養液pH、溫度、光強度等條件使其快速大量增生。二、紅色誘導轉化階段：將增生後的雨生紅球藻給予逆境刺激(如高溫、缺乏營養、高光強度、高濃度二氧化碳等)，使停止生長並大量累積蝦紅素，達到量產蝦紅素的目的。
傳統微藻養殖可分為開放池和密閉光生物反應器兩種方法。開放池培養(如迴圈跑道池或池塘式)成本相對較低，其最大問題是無法有效控制環境因子，藻類生長所達到的細胞密度較低(微藻產率低)，易於被其他微藻汙染，水蒸發量大。
密閉光生物反應器養殖法，如中華民國第101131257專利揭露了一種直立管柱、可聯結式微藻類養殖系統及其實施方法。該養殖系統係具有複數個直立設置之透明管柱，這些單一管柱可透過其上之歧管結構一起串聯或並聯運作，管柱底部設有曝氣裝置，用於通入含二氧化碳氣體，利用氣舉方式攪動、循環管柱內所養殖的微藻液，使系統於生產微藻生物質的過程中，同時達到二氧化碳的減量。
垂直式管柱型光生物反應器具有在低剪應力下有較佳的混合、低能耗、規模放大可行性高、易於滅菌處理、易於藻類固定化之應用、減低光抑制與光氧化作用等優點。但該系統於微藻量產時，無法在同一時間根據微藻不同生長階段分別進行環境調控，加速產程週期，如無法在同一時間不同養殖階段提供不同的溫度、光源、光度、養液配方、養液酸鹼度等，導致微藻無法快速增產之目的。
中華民國第101110709專利揭露一種促進藻類增殖用之簡便方法，於一定期間內分別獨立進行對藻類照射紅色光照明 光之步驟S1、及對藻類照射藍色光照明光之步驟S2的培養藻類之方法。
該系統僅使用紅色光及藍色光作為藻類增殖光源，缺乏其他波長範圍的光。習知，紅色光及藍色光為微藻體內葉綠素之主要吸收波長範圍，但微藻中除了葉綠素之外，尚有其色素如：類胡蘿蔔素、藻紅素、藻藍素等色素，這些色素往往具有生理活性，是微藻生產之標的產物，其最大吸收波峰並非均在紅色光與藍色光範圍，因此上述專利無法有效刺激微藻其他色素(如：類胡蘿蔔素、藻紅素、藻藍素等)的累積。
申請人鑒於上述技術中所產生的缺失，經悉心設計與研究，終構思出本案「一種微藻的量產方法」，以下為本案之簡要說明。
本發明為一種微藻的量產方法，具有穩定持續量產，減少養殖容器清洗，不受晝夜及環境限制的優勢。其’’微藻’’又稱作原生植物，包括數種不同類以光合作用產生能量的生物，涵蓋了不論原核生物或真核生物，廣泛地包含綠藻類、褐藻類、藍藻類、紅色光合作用菌等之單細胞生物、水草等之水生之具有光合作用能力之多細胞生物等者。
其發明特色在於提供兩種以上不互相影響的養殖區域分別控制各自的溫度、二氧化碳濃度、光質、光強度、光週期與養殖天數，來進行分區作業，分別進行藻類增生與藻類誘導催化目的，來達到加速製造過程量產化之方法。
為達上述目的，本案一種微藻的量產方法提供一種由第一養殖區與第二養殖區，分別進行微藻不同階段養殖，所組成之系統，係主要由以下條件所構成：一由第一養殖區與第二養殖區分別進行微藻不同階段養殖，所組成之系統，其特徵在於：第一養殖區與第二養殖區分別包含有微藻養殖單元、光合反應單元、溫度控制單元、二氧化碳供應單元，其中光合反應單元包含有自 然光源或複數個人工光源裝置、人工光源固定裝置所組成之光合反應單元，其中溫度控制單元包含控制模組控制養殖區溫度設定所組成之溫度控制單元，其中二氧化碳供應單元包含有複數個二氧化碳氣體供應裝置及管路所組成之二氧化碳供應單元，其中養殖流程必由第一養殖區增生微藻後保留部份藻液當藻種，其餘移至第二養殖區進行誘導轉化，其中保留部份藻液至少5%當藻種。
由第一養殖區及第二養殖區，分別進行微藻不同階段養殖，所組成之微藻養殖系統。其中第一養殖區與第二養殖區可為同一平面或上下層排列，上下排層可利用重力來省去兩區域的運輸能源。其中由一系統控制模組控制各單元參數，如控制微藻養殖單元閥體與泵開關、光合反應單元光週期與光強度調整、溫度控制單元調整溫度範圍、二氧化碳供應單元調整濃度。其養殖流程必由第一養殖區增生微藻後保留部分藻液當藻種，其餘藻液移至第二養殖區進行誘導轉化，其中保留部份藻液至少5%當藻種。在第二養殖區進行誘導轉化的同時，第一養殖區可利用留下的部分藻液進行下一輪的增生，待第二養殖區微藻誘導轉化採收後，將第一養殖區增生的微藻再次保留部份藻液，其餘藻液移至第二養殖區進行誘導轉化，如此重複以上製程可達到穩定持續量產，減少養殖容器清洗，不受晝夜及環境限制的目的。
為達上述目的，第一養殖區包含下列單元：微藻養殖單元，包括：複數個養殖容器、控制閥、抽水泵、採收裝置，用以養殖微藻，其中第一養殖區養殖容器總容量大於第二養殖區養殖容器總容量。養殖容器材質可為任何透明材質如：玻璃、壓克力、塑膠等，養殖容器形狀可為直立管柱式、臥式管柱式、平板式、槽體式、管道式及袋式。
第一養殖區光合反應單元，包括自然光或複數個人工光源裝置、人工光源固定器。較佳地人工光源裝置係台灣發明專利字號I470058之用於植物成長之發光二極體。其偏紅光譜(如第 3圖所示)具有較佳之連續性，波長涵蓋範圍較廣，發出之光源對微藻進行照射，可適用於多種微藻快速生長。其偏紅光譜色座標CIE落在X值：0.3~0.45；Y值：0.25~0.33之範圍內(如第4圖所示)。人工光源裝置固定器可調節人工光源光強度與裝置到養殖容器之間的距離，亦可控制自然光遮光率達到調節光源強度的目的。其中光強度為養殖容器測得光合作用光子通量密度小於等於100μmol．m-2．s-1。
為達上述目的，本案提供一種微藻養殖溫度控制單元，其中溫度控制單元包含控制模組控制第一養殖區溫度設定所組成之溫度控制單元。其中第一養殖區溫度控制範圍為14℃~28℃。
為達上述目的，本案提供一種微藻養殖二氧化碳控制單元，其包括複數個二氧化碳氣體供應裝置及管路。其中第一養殖區二氧化碳氣體供應裝置二氧化碳體積濃度藉由控制模組控制小於20%，較佳的二氧化碳濃度為1~2%。
為達上述目的，第二養殖區包含下列單元：微藻養殖單元，包括：複數個養殖容器、控制閥、抽水泵、採收裝置，用以養殖微藻，其中第一養殖區養殖容器總容量大於第二養殖區養殖容器總容量。其中養殖容器材質可為任何透明材質如：玻璃、壓克力、塑膠等，養殖容器形狀可為直立管柱式、臥式管柱式、平板式、槽體式、管道式及袋式。
第二養殖區光合反應單元，包括自然光或複數個人工光源裝置、人工光源固定器。較佳地人工光源裝置係台灣發明專利字號I470058之用於植物成長之發光二極體。其偏藍光譜(如第5圖所示)具有較佳之連續性，波長涵蓋範圍較廣，發出之光源對微藻進行照射，可適用於刺激微藻特殊色素之累積。人工光照系統，其中較佳地人工光源裝置係用於植物成長之發光二極體，其中包含UV(300nm~400nm)光源，其光譜色座標CIE落在X值：0.22~0.33；Y值：0.19~0.35之範圍內(如第6圖所示)。人工光源裝置固定器可調節人工光源光強度與裝置到養殖容器之間的距離，亦可控制自然光遮光率達到調節光源強度的目的。藉由控制模組 控制其中光強度為養殖容器測得光合作用光子通量密度大於100μmol．m-2．s-1。
為達上述目的，本案提供一種微藻養殖溫度控制單元，其中溫度控制單元包含控制模組控制第二養殖區溫度設定所組成之溫度控制單元。其中第二養殖區溫度控制範圍為24℃~35℃
為達上述目的，本案提供一種微藻養殖二氧化碳控制單元，其包括複數個二氧化碳氣體供應裝置及管路。其中第二養殖區二氧化碳氣體供應裝置二氧化碳體積濃度藉由控制模組控制為小於20%，較佳的二氧化碳濃度為5~15%。。
6‧‧‧雨生紅球藻
10‧‧‧第一養殖區
11‧‧‧第一養殖區第一養殖容器
111‧‧‧第一養殖區第一控制閥
112‧‧‧第一進水閥
12‧‧‧第一養殖區第二養殖容器
121‧‧‧第一養殖區第二控制閥
122‧‧‧第二進水閥
13‧‧‧透明管
20‧‧‧第二養殖區
21‧‧‧第二養殖區第一養殖容器
211‧‧‧第一抽水泵
212‧‧‧第二養殖區第一控制閥
222‧‧‧第二養殖區第二控制閥
23‧‧‧採收裝置控制閥
24‧‧‧採收裝置抽水泵
25‧‧‧採收裝置
303‧‧‧系統控制模組
401‧‧‧第一二氧化碳供應裝置
402‧‧‧第二二氧化碳供應裝置
511‧‧‧第一人工光源裝置
512‧‧‧第一人工光源裝置固定器
521‧‧‧第二人工光源裝置
522‧‧‧第二人工光源裝置固定器
第1圖 同一平面之微藻量產系統示意圖。
第2圖 上下層排列之微藻量產系統示意圖。
第3圖 用於植物成長之發光二極體偏紅光譜圖。
第4圖 用於植物成長之發光二極體偏紅光譜色座標範圍圖。
第5圖 用於植物成長之發光二極體偏藍光譜圖。
第6圖 用於植物成長之發光二極體偏藍光譜色座標範圍圖。
為利 貴審查員瞭解，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
本案以同一平面之兩養殖區為例，其兩養殖區為各別獨立互不影響之環境空間，其中第一養殖區養殖容器總容量大於第二養殖區養殖容器總容量，實施雨生紅球藻量產之方法如第5圖所示：在第一養殖區10中，開啟第一養殖區第一養殖容器11及第一養殖區第二養殖容器12頂部的第一進水閥112及第二進水閥122，往養殖容器中填充藻類通用型培養基Bold’s Basal液態培 養基(簡稱BB培養基)，該培養基每公升含有：0.25g NaNO3；0.075g MgSO4．7H2O；0.025g NaCl；0.075g K2HPO4；0.175g KH2PO4；0.025g CaCl2．2H2O；8.82mg ZnSO4．7H2O；1.44mg MnCl2．4H2O；0.71mg MoO3；1.57mg CuSO4．5H2O；0.49mg Co(NO3)2．6H2O；11.42mg H3BO3；50mg EDTA；31.0mg KOH；4.98mg FeSO4．7H2O，培養基pH值為7.5~8.0。
其中由一系統控制模組303控制各單元參數，由一控制模組其可控制微藻養殖單元閥體與泵開關、光合反應單元光週期與光強度調整、溫度控制單元調整溫度範圍、二氧化碳供應單元調整濃度之各單元設定參數。
將系統控制模組303設定第一養殖區溫度控制範圍為14℃~28℃，本實施例較佳的建議溫度為20℃~25℃，使系統控制模組303控制氣溫維持在20℃~25℃。
將二氧化碳供應單元之第一二氧化碳供應裝置401設定其二氧化碳體積濃度藉由控制模組控制為小於20%，因高於20%會造成藻類停滞成長甚至死亡，本實施例較佳的二氧化碳氣體體積濃度建議為2%。將二氧化碳氣體導入第一養殖區第一養殖容器11及第一養殖區第二養殖容器12中，氣體流速為60ml/min，供氣頻率為24小時，連續供應至少5天。
將雨生紅球藻6藻液至少5%當藻種，本實施力較佳的是以體積濃度20%接種到第一養殖區第一養殖容器11及第一養殖區第二養殖容器12，使雨生紅球藻在液態BB培養基中懸浮培養大量增生。
第一養殖區光合反應單元，包括自然光或複數個人工光源裝置、人工光源固定器。較佳地人工光源裝置係台灣發明專利字號I470058之用於植物成長之發光二極體。其偏紅光譜(如第3圖所示)具有較佳之連續性，波長涵蓋範圍較廣，發出之光源對微藻進行照射，可適用於多種微藻快速生長。其中較佳地人工光源裝置係用於植物成長之發光二極體，其偏紅光譜色座標CIE落在X值：0.3~0.45；Y值：0.25~0.33之範圍內(如第4圖所示)。
調整光合反應單元之第一人工光源裝置固定器512，使第一人工光源裝置511與第一養殖區第一養殖容器11及第一養殖區第二養殖容器12維持一定距離，亦可控制自然光遮光率或藉由控制模組控制光源強弱使養殖容器光合作用光子通量密度小於等於100μmol．m-2．s-1，本實施例較佳的建議光合作用光子通量密度建議為100μmol．m-2．s-1。光照週期至少12hr光照，光照時間為至少5天。
經過培養至少5天後藻液中雨生紅球藻大量增生，將藻液保留部份藻液當藻種，本實施例建議藻液保留20%藻液當藻種較佳，其餘藻液移入第二養殖區20中，進行誘導轉化經由逆境產生二次代謝產物為終端產品。開啟第一養殖區第一控制閥111及第一養殖區第二控制閥121，開啟第二養殖區第一控制閥212、第一抽水泵211，使藻液經由透明管13流入第二養殖區第一養殖容器21中，關閉第一養殖區第一控制閥111及第一養殖區第二控制閥121，使第一養殖區第一養殖容器21及第一養殖區第二養殖容器22中只剩下體積20%之藻液，開啟第一進水閥112及第二進水閥122，將新的BB液態培養基與該20%藻液混合後，進行下一輪的增殖培養。
因藻類的不同所對應的逆境溫度有所不同，低溫至零下低溫高溫至50℃皆有藻類可於逆境溫度下生長，溫度控制範圍廣泛，多數設定範圍在24℃~35℃，本實施例雨生紅球藻較佳的建議逆境溫度為28℃~32℃，使系統控制模組303控制氣溫維持在28℃~32℃。
將二氧化碳供應系統之第二二氧化碳氣體供應裝置402設定其二氧化碳體積濃度藉由控制模組控制為小於20%，本實施例較佳的二氧化碳氣體體積濃度建議為5%，將二氧化碳氣體導入第二養殖區第一養殖容器21及第二養殖區第二養殖容器22中，氣體流速為120ml/min，供氣頻率為24小時，連續供應最多6天。
第二養殖區第一養殖容器21中加入氫氧化鉀水溶液，調整BB液態培養基pH值為8.0。
第二養殖區人工光照系統，包括：複數個人工光源裝置、人工光源固定器。較佳地人工光源裝置係台灣發明專利字號I470058之用於植物成長之發光二極體。其偏藍光譜(如第5圖所示)具有較佳之連續性，波長涵蓋範圍較廣，發出之光源對微藻進行照射，可適用於刺激微藻特殊色素之累積。人工光照系統，其中較佳地人工光源裝置係用於植物成長之發光二極體，其中包含UV(300nm~400nm)光源，其偏藍光譜色座標CIE落在X值：0.22~0.33；Y值：0.19~0.35之範圍內(如第6圖所示)
調整第二人工光源裝置固定器522，使第二人工光源裝置521與第二養殖區第一養殖容器21維持一定距離亦可控制自然光遮光率或藉由控制模組控制調整光源強弱，使養殖容器表面光合作用光子通量密度大於100μmol．m-2．s-1，本實施例較佳的建議光合作用光子通量密度建議為300μmol．m-2．s-1。光照週期為24hr光照，光照時間為3天。經過培養3天後，開啟第二養殖區第一控制閥222採收裝置控制閥23及採收裝置抽水泵24，將藻液全部抽入採收裝置25中，完成雨生紅球藻單一次量產採收。就光源部分本案其中之一特色為在於兩不互相影響的獨立養殖區分別於第一養殖區提供適合雨生紅球藻增生繁殖之偏紅光質、小於等於100μmol．m-2．s-1之光強度與至少12hr/天之光週期；第二養殖提供適合雨生紅球藻誘導轉化蝦紅素之偏藍光質、大於100μmol．m-2．s-1之光強度與24hr/天之光週期。
另本案亦可適用於在上下層排列之兩養殖區，其兩養殖區為各別獨立互不影響之環境空間，其中第一養殖區養殖容器總容量大於第二養殖區養殖容器總容量，實施雨生紅球藻量產之方法，實施方法如第2圖所示：在第一養殖區10中，開啟第一養殖區第一養殖容器11及第一養殖區第二養殖容器12頂部的第一進水閥112及第二進水閥122，往養殖容器中填充藻類通用型培養基Bold’s Basal液態培養基(簡稱BB培養基)，該培養基每公升含有：0.25g NaNO3；0.075g MgSO4．7H2O；0.025g NaCl；0.075g K2HPO4；0.175g KH2PO4；0.025g CaCl2．2H2O；8.82mg ZnSO4．7H2O；1.44mg MnCl2．4H2O；0.71mg MoO3；1.57mg CuSO4．5H2O；0.49mg Co(NO3)2．6H2O；11.42mg H3BO3；50mg EDTA；31.0mg KOH；4.98mg FeSO4．7H2O，培養基pH值為7.5~8.0。
其中由一系統控制模組303控制各單元參數，如控制微藻養殖單元閥體與泵開關、光合反應單元光週期與光強度調整、溫度控制單元調整溫度範圍、二氧化碳供應單元調整濃度。
將系統控制模組303設定第一養殖區溫度控制範圍為14℃~28℃，本實施例較佳的建議溫度為20℃~25℃，使系統控制模組303控制氣溫維持在20℃~25℃。
將二氧化碳供應單元之第一二氧化碳供應裝置401設定其二氧化碳體積濃度為小於20%，本實施例較佳的二氧化碳氣體體積濃度建議為1%。將二氧化碳氣體導入第一養殖區第一養殖容器11及第一養殖區第二養殖容器12中，氣體流速為60ml/min，供氣頻率為24小時，連續供應至少5天。
將雨生紅球藻6藻液以體積濃度20%接種到第一養殖區第一養殖容器11及第一養殖區第二養殖容器12，使雨生紅球藻在液態BB培養基中懸浮培養大量增生。
第一養殖區光合反應單元，包括自然光或複數個人工光源裝置、人工光源固定器。較佳地人工光源裝置係台灣發明專利字號I470058之用於植物成長之發光二極體。其偏紅光譜(如第3圖所示)具有較佳之連續性，波長涵蓋範圍較廣，發出之光源對微藻進行照射，可適用於多種微藻快速生長。其中較佳地人工光源裝置係用於植物成長之發光二極體，其偏紅光譜色座標CIE落在X值：0.3~0.45；Y值：0.25~0.33之範圍內(如第4圖所示)。
調整光合反應單元之第一人工光源裝置固定器512，使第一人工光源裝置511與第一養殖區第一養殖容器11及第一養殖區第二養殖容器12維持一定距離，亦可控制自然光遮光率或藉由控制模組控制調整光源強弱，使養殖容器光合作用光子通量密度小於等於100μmol．m-2．s-1，本實施例較佳的建議光合作用光子通量密度建議為100μmol．m-2．s-1。調整第一人工光源定時器513 使光照週期為24光照，光照時間至少5天。
經過培養5天後藻液中雨生紅球藻大量增生，將藻液保留部份藻液當藻種，本實施例建議藻液保留20%藻液當藻種較佳，其餘藻液移入第二養殖區20中，進行誘導轉化。開啟第一養殖區第一控制閥111及第一養殖區第二控制閥121，開啟第二養殖區第一控制閥212，使藻液經由重力作用經由透明管13流入第二養殖區第一養殖容器21中，關閉第一養殖區第一控制閥111及第一養殖區第二控制閥121，使第一養殖區第一養殖容器21及第一養殖區第二養殖容器22中只剩下體積20%之藻液，開啟第一進水閥112及第二進水閥122，將新的BB液態培養基與該20%藻液混合後，進行下一次培養。
因藻類的不同所對應的逆境溫度有所不同，低溫至零下低溫高溫至50℃皆有藻類可於逆境溫度下生長，溫度控制範圍廣泛，多數設定範圍在24℃~35℃，本實施例雨生紅球藻較佳的建議逆境溫度為28℃~32℃，使系統控制模組303控制氣溫維持在28℃~32℃。
將二氧化碳供應單元之第二二氧化碳氣體供應裝置402設定其二氧化碳體積濃度為藉由控制模組控制小於20%，本實施例較佳的二氧化碳氣體體積濃度建議為5%，將二氧化碳氣體導入第二養殖區第一養殖容器21及第二養殖區第二養殖容器22中，氣體流速為120ml/min，供氣頻率為24小時，連續供應最多6天。
第二養殖區第一養殖容器21及第二養殖區第二養殖容器22中加入氫氧化鉀水溶液，調整BB液態培養基pH值為8.0。
第二養殖光合反應單元，包括：複數個人工光源裝置、人工光源固定器。較佳地人工光源裝置係台灣發明專利字號I470058之用於植物成長之發光二極體。其偏藍光譜(如第5圖所示)具有較佳之連續性，波長涵蓋範圍較廣，發出之光源對微藻進行照射，可適用於刺激微藻特殊色素之累積。人工光照系統，其中較佳地人工光源裝置係用於植物成長之發光二極體，其中包含UV(300nm~400nm)光源，其偏藍光譜色座標CIE落在X 值：0.22~0.33；Y值：0.19~0.35之範圍內(如第6圖所示)
調整第二人工光源裝置固定器522，使第二人工光源裝置521與第二養殖區第一養殖容器21維持一定距離，亦可控制自然光遮光率或藉由控制模組控制調整光源強弱，使養殖容器光合作用光子通量密度大於100μmol．m-2．s-1，本實施例較佳的建議光合作用光子通量密度建議為300μmol．m-2．s-1。光照週期為24光照，光照時間為3天。經過培養3天後，開啟第二養殖區第二控制閥222，將藻液全部排入採收裝置25中，完成雨生紅球藻單一次量產採收。
綜上所述，本發明提供一種微藻的量產方法，其特點在於提供兩不互相干擾之獨立空間，分別於第一養殖區提供適合雨生紅球藻增生繁殖之溫度14~26℃、二氧化碳濃度小於20%、偏紅光質、光合作用光子通量密度小於等於100μmol．m-2．s-1之光強度與至少12hr/天之光週期使其快速增殖所需環境參數；於第二養殖區提供適合雨生紅球藻誘導轉化蝦紅素之溫度14~35℃、二氧化碳濃度小於20%、偏藍光質亦或添加UV(300nm~400nm)、光合作用光子通量密度大於100μmol．m-2．s-1之光強度與24hr/天之光週期使其快速誘導轉化雨生紅球藻中蝦紅素的生成。利用分階段工程分別進行藻類增生與藻類誘導轉化目的，來達到加速製造過程量產化之方法。具有穩定持續量產，減少養殖容器清洗，不受晝夜及環境限制的優勢，爰依法提呈發明專利之申請；本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

Claims (12)

  1. 一種微藻的量產方法，係主要由以下條件所構成：一由第一養殖區與第二養殖區分別進行微藻不同階段養殖，所組成之系統，其特徵在於：第一養殖區系統包含有微藻養殖單元、光合反應單元、溫度控制單元、二氧化碳供應單元，其中光合反應單元包含有自然光源或複數個人工光源裝置係用於植物成長之發光二極體，其偏紅白光光譜色座標CIE落在X值：0.3~0.45；Y值：0.25~0.33之範圍內、人工光源固定裝置所組成之光合反應單元，其中溫度控制單元包含控制模組控制第一養殖區溫度設定所組成之溫度控制單元，其中二氧化碳供應單元包含有複數個二氧化碳氣體供應裝置及管路所組成之二氧化碳供應單元；第二養殖區系統包含有微藻養殖單元、光合反應單元、溫度控制單元、二氧化碳供應單元，其中光合反應單元包含有自然光源或複數個人工光源裝置係用於植物成長之發光二極體，其偏藍白光光譜色座標CIE落在X值：0.22~0.33；Y值：0.19~0.35之範圍內、人工光源固定裝置所組成之光合反應單元，其中溫度控制單元包含控制模組控制第二養殖區溫度設定所組成之溫度控制單元，其中二氧化碳供應單元包含有複數個二氧化碳氣體供應裝置及管路所組成之二氧化碳供應單元，其中流程必由第一養殖區增生微藻後保留部份藻液當藻種，其餘移至第二養殖區進行誘導轉化。
  2. 如請求項1所述之一種微藻的量產方法，保留部分藻液當藻種，其含量至少5%藻液。
  3. 如請求項1所述之養殖量產方法，其中第一養殖區與第二養殖區可為同一平面或上下層排列。
  4. 如請求項1所述之一種微藻的量產方法，其中微藻養殖單元，第一養殖區養殖容器總容量大於第二養殖區養殖容器總容量。
  5. 如請求項1所述之一種微藻的量產方法，其中控制模組，由一控制模組其可控制微藻養殖單元閥體與泵開關、光合反應單元光週期與光強度調整、溫度控制單元調整溫度範圍、二氧化碳供應單元調整濃度之各單元設定參數。
  6. 如請求項1所述之一種微藻的量產方法，其中微藻養殖單元，養殖容器材質可為任何透明材質如：玻璃、壓克力、塑膠等，養殖容器形狀可為直立管柱式、臥式管柱式、平板式、槽體式、管道式及袋式。
  7. 如請求項1所述之一種微藻的量產方法，其中第二養殖區之光合反應單元，人工光源裝置係用於植物成長之發光二極體，其中包含UV(300nm~400nm)光源。
  8. 如請求項1所述之一種微藻的量產方法，其中溫度控制單元，第一養殖區溫度控制範圍為14℃~26℃。
  9. 如請求項1所述之一種微藻的量產方法，其中溫度控制單元，第二養殖區溫度控制範圍為24℃~35℃。
  10. 如請求項1所述之一種微藻的量產方法，其中二氧化碳供應單元，二氧化碳供應裝置二氧化碳體積濃度為小於20%。
  11. 如請求項1所述之一種微藻的量產方法，其中第一養殖區光合反應單元，光合作用光子通量密度為小於等於100μmol．m-2．s-1。
  12. 如請求項1所述之一種微藻的量產方法，其中第二養殖區光合反應單元，第二養殖區光合作用光子通量密度為大於100μmol．m-2．s-1。
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