一种可实现连续性培养的光生物反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及底栖微藻技术领域，特别是涉及一种可实现连续性培养的光生物反应装置。
【背景技术】
[0002]底栖微藻种类繁多，其藻细胞内普遍含有丰富的生物活性物质、矿物质及微量元素，如维生素A、维生素C、维生素E、维生素B12、硫氨素、核黄素、吡多醇生物素、肌醇、叶酸、泛酸钙和烟酸等，部分底栖微藻中高产DHA( 二十二碳六烯酸)、EPA( 二十碳五烯酸)等不饱和脂肪酸。随着底栖微藻的研宄进一步深入，其在现代食品、药品以及高档水产品培养中，越来越占有重要的地位。
[0003]底栖微藻在自然环境下，一般分布生长在水体底部，接受自然光照不足、光能利用率低，水体CO2含量少，使得其光合作用的能力非常有限，因此其生长速度极其缓慢。底栖微藻早期应用于水产养殖的苗种培育阶段，传统的培养方法是利用开放的水泥池，其生产效率低、操作不便、人工成本高、培养过程中极易被杂藻与外源水生生物污染，这也成为底栖微藻单一藻种高密度培养所面临的最大问题。由于早期人们对底栖微藻的商业价值认识不多，传统的底栖微藻培养主要用于水产贝类养殖以及早期育苗育种，其推广应用具有区域性和季节性特点的限制，因而产量较少。传统技术中使用的培养设备也极为简单，有塑料袋、水泥池、塑料水桶。底栖微藻在培养过程中经常积沉在水体底部，即使通过搅拌或是放入气石，也只能使局部的底栖微藻悬浮，还会存在死角。传统方式存在的一系列问题，限制了底栖微藻单一藻种高密度的工厂化生产。原料的缺少严重制约了丰富的底栖微藻资源在医药、食品等领域的应用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种可实现连续性培养的光生物反应装置，可用于生产不同的底栖微藻，以实现工厂进行规模化地连续生产，弥补现有技术的不足。
[0005]为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:一种可实现连续性培养的光生物反应装置，其特征在于包括反应器和进出液管路；所述反应器包括至少一个中空结构的中间柱体，所述中间柱体的顶端螺栓连接有顶盖，其底端密封有底盖；所述顶盖开有顶盖排气孔和支进液孔；所述进出液管路包括进液主路，所述进液主路连接有数量与所述中间柱体数量一致的进液支路，所述进液支路与所述顶盖上的支进液孔连接，所述进液支路上设置有进液支路阀门；所述底盖的圆心处设置有支出液孔，所述支出液孔连接有出液支路；所述出液支路连接有出液主路，所述出液主路连接至藻液收集罐；所述底盖在所述支出液孔的周边设置有多个进气孔；所述进气孔的下面连接有进气管路；所述中间柱体的外侧设置有LED灯管，所述LED灯管通过支架与所述中间柱体的外壁固定连接；所述LED灯管连接有LED功率可调开关；所述中间柱体的内部设置有pH检测电极和温度传感器。
[0006]更进一步的，所述底盖在所述进气孔的上面设置有出气弯管，所述出气弯管与所述进气管路连通。
[0007]优选的，所述出气弯管由竖直部和弯曲部组成，竖直部和弯曲部形成的夹角为45。。
[0008]优选的，所述弯曲部在所述底盖上的投影与所述竖直部与所述支出液孔的连接线形成的夹角为45°。
[0009]应用上述光生物反应装置培养底栖微藻的方法，其特征在于包括以下步骤:
[0010]⑴蒸汽消毒
[0011]在光生物反应装置运行前，需要进行高温蒸汽消毒；首先关闭顶盖排气孔、出液支路阀门、进气管路，打开进液支路阀门、出液支路阀门；高温蒸汽由出液主路进入，再由进液主路排出；
[0012]⑵装液
[0013]关闭出液支路阀门，打开顶盖排气孔并用脱脂棉封口，将二氧化碳和空气的混合气体过滤后由进气管路通入中间柱体的内部；随后将初级藻种液由进液主路流入，再分别通过进液支路将初级藻种液注入中间柱体；待初级藻种液进液完成后，用同样的方法注入培养液；
[0014]⑶光照
[0015]当中间柱体装液完毕后，检查进液支路阀门是否完全关闭；打开LED功率可调开关，对中间柱体进行持续光照；通过pH检测电极与温度传感器进行监测，保持培养过程中pH范围在7.5?10.5之间，温度控制在25?40°C之间；
[0016]⑷培养
[0017]培养时间为5?10天，当微藻个数达到2*105个/毫升以上时，进行采收；采收过程中，保持进气管路持续进气，打开出液支路阀门，使中间柱体内的藻液通过出液主路进入藻液收集罐；
[0018](5)连续性培养
[0019]当每个中间柱体的剩余藻液为20?30L时，关闭出液支路阀门，打开进液支路阀门，由进液主路分别通过进液支路注入培养液，再次进行步骤(2)和(3)，以实现连续性培养；连续性培养次数控制在3?5次，再次培养时，需要进行步骤(I)的蒸汽消毒操作。
[0020]优选的，所述步骤⑵中二氧化碳和空气的混合气体的体积比为:Ven =
2%?5%0
[0021]优选的，所述步骤(2)中每个中间柱体注入初级藻种液的液量为20?30L。
[0022]优选的，所述步骤(2)中每个中间柱体注入培养液的液量为80?90L。
[0023]优选的，所述步骤(5)中每个中间柱体注入培养液的液量为80?90L。
[0024]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0025](I)本实用新型设备结构简单、操作方便、光能利用率高、培养与采收简便，能够实现大规模工厂化生产；
[0026](2)通过底栖微藻光生物反应装置，能够对不同的底栖微藻实现差异化生产，对培养过程中所需的营养盐、CO2补给、pH环境进行合理调节，严格控制外界污染源，实现底栖微藻单一藻种的高密度工厂化生产；
[0027](3)本实用新型可以通过培养液、光照、pH、温度等条件调节，实现培养不同的单一底栖藻种；稳定的培养环境和封闭的培养系统避免了外界杂藻和原生动物的污染；气升式曝气装置避免了底栖微藻的沉降现象，配合着LED光源和二氧化碳的不断补充，使微藻在悬浮的过程中持续时间接受光照，极大地促进其进行光合作用。
【附图说明】
[0028]图1所示为本实用新型光生物反应装置的结构示意图；
[0029]图2所示为底盖设置四个出气弯管的立体结构示意图；
[0030]图3所示为图2中出气弯管的平面结构图；
[0031]图4所示为图2的俯视图。
【具体实施方式】
[0032]以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0033]实施例:
[0034]如图1所示为一种可实现连续性培养的光生物反应装置，其特征在于包括反应器和进出液管路；所述反应器包括至少一个中空结构的中间柱体12 ;图1中所示为四个中间柱体12，在工业化生产阶段，根据生产规模的需要，可以添加或减少中间柱体12的数量；所述中间柱体12的内径为350mm，壁厚10mm，高度为1500mm，采用透明亚克力材质制作，中间柱体12的顶端螺栓连接有顶盖8，其底端焊接有底盖10 ;所述顶盖8的边缘平均分布有六个10_直径的孔，用于与中间柱体12通过螺栓固定；所述顶盖8开有顶盖排气孔9 ;顶盖排气孔9采用内径10mm、外径2mm、长30mm亚克力空心管，焊接在顶盖8上，起到排气作用。
[0035]所述底盖10的直径为400mm，壁厚为10mm，采用亚克力材质，在底盖10的边缘平均分布六个1mm直径的螺栓连接孔22，螺栓连接孔22用于与支持平台20通过螺栓固定。
[0036]优选的，所述底盖10与所述支持平台20中间填充有硅胶垫13，硅胶垫13的厚度为10mm，其大小与底盖10相同，在所述螺栓连接孔22对应的位置进行挖孔以便于螺栓穿过。
[0037]所述进出液管路包括进液主路1，所述进液主路I连接有数量与所述中间柱体数量一致的进液支路3，所述进液支路3与所述顶盖8上的支进液孔连接(所述进液支路3上设置有进液支路阀门2);