高密度微藻培养方法以及该方法中使用的搅拌设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高密度微藻培养方法，该方法包括培养水消毒，中和，调节pH值，施加营养盐，接种，培养，收获等步骤，该方法结合特殊结构的搅拌设备，能够大大提高微藻的产量，与传统微藻培养方法相比，其产量可提高约75%。这是一种成本低廉，人工成本低，培养效率高的高密度微藻培养方法，以及在实施该方法过程中所使用的搅拌设备。
【专利说明】
高密度微藻培养方法以及该方法中使用的搅拌设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种微藻的培养方法，特别是一种高密度微藻培养方法，以及在该实施该方法过程中所使用的搅拌设备。【背景技术】
[0002]微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，其细胞代谢能够产生多糖、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很好的开发前景。在水产养殖中，微藻一般作为水产动物的饵料，尤其是水产动物浮游幼体的饵料来使用。为了提高微藻的培养效率，现在大多利用微藻高密度培养设备进行微藻的人工培养，但这类传统的设备多是封闭式光生物反应器，其缺点是设计复杂，价格昂贵，且培养水体小，难以对接目前我国水产养殖企业在对微藻饵料培养的需求。因此，水产养殖企业在大规模育苗期间，一般仍使用延续多年的开放式培养方式培养微藻，这种方式的优点是操作简单，且投入低，缺点是需要一定的人力搅池，易失败且培养密度较低。
【发明内容】
[0003]本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种成本低廉，人工成本低， 培养效率高的高密度微藻培养方法，以及在实施该方法过程中所使用的搅拌设备。
[0004]本发明的技术解决方案是:一种高密度微藻培养方法，其特征在于:所述的方法按照以下步骤进行:a、将培养用水经50wii孔径筛网过滤后放入培养池，并利用次氯酸钠对培养用水进行消毒处理，加入次氯酸钠后保证每立方米的培养用水中含有20mg以上的有效的氯，搅拌均匀后静置消毒l〇h以上，b、向培养池中加入硫代硫酸钠进行中和，所加入的硫代硫酸钠的量为25g/m3,开启培养池中的搅拌设备，待硫代硫酸钠完全溶解后，用淀粉碘化钾试纸进行测试，要求检测无余氯，c、用氢氧化钠将培养水的pH值调节至7 ? 5-8 ? 5，d、向培养池中施加营养盐，e、将藻种倒入培养池进行接种，接种密度大于5 X 104细胞/mL，f、在每天的8点至18点期间，如自然光照条件大于60001x，则按照每吨水2.5 X 104L/H 的流量持续搅拌，如自然光照条件在3000-60001x之间，则按照每吨水2 X 104L/H的流量、每间隔lh搅拌一次，每次搅拌lh，如自然光照条件小于30001x，则按照每吨水1.5X104L/H的流量、每间隔lh搅拌一次，每次搅拌lh;在每天的18点至次日8点期间，按照每吨水1.5 X l〇4L/H的流量，每间隔两小时搅拌一次，每次搅拌两小时，g、培养至接种后6-10d时，进行收获。
[0005]在所述的f?步骤之后、收获之前，对微藻细胞的密度进行监测，待微藻细胞的密度增至接种密度的10倍以上时，向培养池中添加混合溶液，所述的混合溶液按照以下方式获得:取体积为培育水体10%的淡水，将淡水经50WI1孔径筛网过滤后，利用次氯酸钠对淡水进行消毒处理，加入次氯酸钠后保证每立方米淡水中含有20mg以上的有效的氮，搅拌均匀后静置消毒l〇h以上，然后向淡水中加入硫代硫酸钠进行中和，所加入的硫代硫酸钠的量为 25g/m3，搅拌淡水待硫代硫酸钠完全溶解后，用淀粉碘化钾试纸进行测试，要求检测无余氯，之后用氢氧化钠将淡水的pH值调节至6.0-7.0，获得消毒淡水，向消毒淡水中按照 0.25g/L的量加入磷酸二氢钾，按照2.5g/L的量加入硝酸钠，配置成混合溶液。
[0006]所述的静置消毒在弱光或黑暗环境下进行。
[0007]—种如上所述的高密度微藻培养方法中所使用的搅拌设备，其特征在于:所述的搅拌设备包括通过固定架1固定在培养池底部的螺旋桨2,为螺旋桨2输送电流的导线上设置有功率调节装置3和定时器4,并且与所述的导线还相配的设置有绕线器5,并且在固定架 1与螺旋桨2之间还设置有万向接头6。
[0008]本发明同现有技术相比，具有如下优点:本发明所公开的微藻培养方法，相比于传统的方法，具有成本低、节省人工，可实现自动化操作等优点，它在养殖过程中利用特殊的搅拌设备来实现培养水的自动搅拌，且结合光照强度合理安排搅拌流量和时间间隔，同时还向培养水中添加经过特殊步骤处理的淡水与营养盐的混合溶液，以提高微藻的产量。经实验证明，本方法相比于传统方法，能够有效提高约75%的微藻产量。【附图说明】
[0009]图1为实验组和对照组微藻培养密度的比较图。
[0010]图2为本发明所述方法中使用的搅拌设备搅拌设备的结构示意图。【具体实施方式】
[0011]下面将结合【附图说明】本发明的【具体实施方式】，如图1、图2所示:培育水体为200L，选择最大流量为5000L/H的螺旋桨2,培养的微藻种类为小新月菱形嚴iN itzschia closterium f ?/3 u t is _s i?a )，培养水的水温为 13°C，盐度为33。
[0012]分别设置各3个实验组和对照组，在对照组的养殖过程中利用搅耙进行人工搅拌， 而实验组的培养池中则设置本发明所述的搅拌设备，在养殖之前对所有对照组和实验组的培养水进行处理:将培养用水经50M1孔径筛网过滤后放入实验组的培养池，并利用次氯酸钠对培养用水进行消毒处理，加入次氯酸钠后保证每立方米的培养用水中含有20mg的有效的氯，搅拌均匀后静置消毒12h，且消毒工作在夜间进行；上述的搅拌设备包括一个能够固定在培养池内壁上的固定架1，在固定架1的底端通过万向接头6连接有螺旋桨2,螺旋桨2上配置有为其输送电流的导线，在导线上设置有功率调节装置3和定时器4,并且与导线还相配的设置有绕线器5;在实验组的培养池中按照每立方米水体25 g的量加入硫代硫酸钠，然后开启搅拌设备，待硫代硫酸钠全部溶解后，用淀粉碘化钾试纸测试，检测无余氯；在保持搅拌设备开启的情况下，利用氢氧化钠将实验组培养用水的pH调节至8.2;在保持搅拌设备开启的情况下，向实验组的培养池中施加康威营养盐。[〇〇13] 对照组的培养用水也经过上述方式进行处理，而对照组在养殖过程中采用常规的人工搅拌。
[0014]分别将小新月菱形藻的菌种倒入实验组和对照组的培养池中，实验组的接种密度为6.3 X 104细胞/mL，对照组的接种密度为6.8 X 104细胞/mL;养殖期间对实验组按照以下方式进行搅拌处理:在每天的8点至18点期间，如自然光照条件大于60001x，则按照每吨水2.5 X 104L/H的流量持续搅拌，如自然光照条件在3000-60001 x之间，则按照每吨水2 X 104L/H的流量、每间隔lh搅拌一次，每次搅拌lh，如自然光照条件小于30001x，则按照每吨水1.5 X 104L/H的流量、每间隔lh搅拌一次，每次搅拌lh;在每天的18点至次日8点期间，按照每吨水1.5 X104L/H的流量，每间隔两小时搅拌一次，每次搅拌两小时，上述搅拌时间间隔可以通过搅拌装置上的定时器来实现，而流量的改变则可通过功率调节装置来改变螺旋桨2的输出功率来实现；培养至第三天时，实验组培养池中微藻细胞的密度增加至6 X 105细胞/mL以上，向培养池中添加混合溶液，所述的混合溶液按照以下步骤配制而成:取20L的淡水，将淡水经50mi 孔径筛网过滤后，利用次氯酸钠对淡水进行消毒处理，加入次氯酸钠后保证每立方米淡水中含有20mg的有效的氮，搅拌均匀后静置消毒10h，然后向淡水中加入硫代硫酸钠进行中和，所加入的硫代硫酸钠的量为25g/m3，搅拌淡水待硫代硫酸钠完全溶解后，用硫酸-碘化钾-淀粉溶液进行测试，要求检测无余氯，之后用氢氧化钠将淡水的pH值调节至6.0，获得消毒淡水，向消毒淡水中按照〇.25g/L的量加入磷酸二氢钾，按照2.5g/L的量加入硝酸钠，配置成混合溶液；对照组中不添加任何物质；培养结果表明，在实验组培养过程中，微藻在培养池中分布均匀，呈烟雾状，而对照组微藻存在颗粒状结块(为微藻代谢废物与微藻细胞的粘合体)，实验组从第3天时开始，细胞培养密度即显著高于对照组，对照组在第3天后，生长速度减缓，并且在向实验组中加入淡水和营养盐的混合溶液后，保持快速增长，至第6天收获时，实验组培养密度达到133.8 X 1〇4细胞/mL，而对照组在第5天时密度值达到最高，为78.3 X 104细胞/mL，第5天后密度开始下降，为76.3 X 104细胞/mL。本发明的微藻培养培养方法能提高小新月菱形藻产量高达75% 左右。
【主权项】
1.一种高密度微藻培养方法，其特征在于:所述的方法按照以下步骤进行:a、将培养用水经50wii孔径筛网过滤后放入培养池，并利用次氯酸钠对培养用水进行消 毒处理，加入次氯酸钠后保证每立方米的培养用水中含有20mg以上的有效的氯，搅拌均匀 后静置消毒l〇h以上，b、向培养池中加入硫代硫酸钠进行中和，所加入的硫代硫酸钠的量为25g/m3，开启培养 池中的搅拌设备，待硫代硫酸钠完全溶解后，用淀粉碘化钾试纸进行测试，要求检测无余 氯，c、用氢氧化钠将培养水的pH值调节至7 ? 5-8 ? 5，d、向培养池中施加营养盐，e、将藻种倒入培养池进行接种，接种密度大于5 X 104细胞/mL，f、在每天的8点至18点期间，如自然光照条件大于60001x，则按照每吨水2.5 X 104L/H的 流量持续搅拌，如自然光照条件在3000-60001X之间，则按照每吨水2 X 104L/H的流量、每间 隔lh搅拌一次，每次搅拌lh，如自然光照条件小于30001x，则按照每吨水1.5 X 104L/H的流 量、每间隔lh搅拌一次，每次搅拌lh;在每天的18点至次日8点期间，按照每吨水1.5 X 104L/ H的流量，每间隔两小时搅拌一次，每次搅拌两小时，g、培养至接种后6-10d时，进行收获。2.根据权利要求1所述的高密度微藻培养方法，其特征在于:在所述的f?步骤之后、收获 之前，对微藻细胞的密度进行监测，待微藻细胞的密度增至接种密度的10倍以上时，向培养 池中添加混合溶液，所述的混合溶液按照以下方式获得:取体积为培育水体10%的淡水，将 淡水经50wii孔径筛网过滤后，利用次氯酸钠对淡水进行消毒处理，加入次氯酸钠后保证每 立方米淡水中含有20mg以上的有效的氮，搅拌均匀后静置消毒10h以上，然后向淡水中加入 硫代硫酸钠进行中和，所加入的硫代硫酸钠的量为25g/m3,搅拌淡水待硫代硫酸钠完全溶 解后，用淀粉碘化钾试纸进行测试，要求检测无余氯，之后用氢氧化钠将淡水的pH值调节至 6.0-7.0，获得消毒淡水，向消毒淡水中按照0.25g/L的量加入磷酸二氢钾，按照2.5g/L的量 加入硝酸钠，配置成混合溶液。3.根据权利要求1所述的高密度微藻则培养方法，其特征在于:所述的静置消毒在弱光 或黑暗环境下进行。4.一种如权利要求1所述的高密度微藻培养方法中所使用的搅拌设备，其特征在于:所 述的搅拌设备包括通过固定架(1)固定在培养池底部的螺旋桨(2)，为螺旋桨(2)输送电流 的导线上设置有功率调节装置(3)和定时器(4)，并且与所述的导线还相配的设置有绕线器 (5)，并且在固定架(1)与螺旋桨(2)之间还设置有万向接头(6)。
【文档编号】C12M1/02GK106010971SQ201610585435
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月22日
【发明人】张伟杰, 陈顺, 周秘, 韩奋杰, 亓守冰, 常亚青
【申请人】大连海洋大学