一种培育海藻生长的装置系统的制作方法
【专利摘要】本发明利用藻类光合效率高、生长周期短，速度快的特点对各种藻类的生长特性进行了比较，找出了适宜用于大规模培植的海藻品种以及其生存环境参数，并提供了一个可以进行工业化生产的海藻生长器。说明书详细介绍了适合盐藻生产的pH值、接种密度、光强范围、生长周期。说明书还详细了盐藻的生产培育工艺，通过生长器与泵组合构成海藻生长的循环系统，既利用了电厂排出的废气，又收获了人类需要的生物质能源。
【专利说明】一种培育海藻生长的装置系统
【技术领域】
[0001]微藻中的油脂及生物质是生物质能源的主要原材料，如果能够大规模的进行工业化培育微藻，将成为我们结束依赖进口石油及解决气候危机的关键。本专利利用藻类光合效率高、生长周期短，速度快的特点对各种藻类的生长特性进行了比较，找出了适宜用于大规模培植的海藻品种以及生存环境参数，并提供了一个可以进行工业化生产的海藻生长器。
【背景技术】
[0002]藻类含有大量的生物油脂，部分品种含油达70%，是陆地植物远远达不到的。而且它们的光合作用效率高，生长迅速。一年能种三季的玉米非常罕见，但是藻类只需要10天最多两周就可以完成一个生长周期。研究表明，每公顷土地上，玉米的年产油量只有120升，大豆稍高，为440升，而藻类可达1.5万至8万升，是玉米的数百倍。从海藻中提取的油月旨，成份与植物油相似，可作为生物柴油替代石油，用于工业和柴油发动机。因此，如果能找到最适宜的品种，加上培育得当，藻类将是非常有潜力的生物柴油来源。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了找到最适宜培育的藻类品种，以及适合培养藻类的各种环境参数和生长特性，并通过生物生长器进行工业化培育生产。
[0004]根据本专利的目的一，本发明详细说明了适宜用于人工培育的藻类的生长环境。藻类是最原始的生物之一 ，结构简单，整个生物体都能进行光合作用，具有光合效率高、生长周期短、速度快的特点。按大小可以分为大藻(海带、紫菜、裙带等)和微藻(直径小于Imm的单细胞或丝状体，如螺旋藻、小球藻等)，可以用来提取生物燃料的是微藻。养殖的微藻种类可以是螺旋藻、小球藻、栅藻、雨生红球藻等。在经过大量的藻类优良品种筛选后，最终选出脂质含量高的三个品种，分别是盐藻、裂殖壶菌、布朗葡萄藻，其中盐藻具备独特的优势。该藻种耐盐性极佳，能够在极端条件下生长，以避免其它生物的污染。由于盐藻的竞争者和捕食者很少，因此非常容易养殖。由于其抗菌力强、生命力顽强、培育简单、处理方便，成本低廉，生长周期短，一般广2天就增殖一代，生长迅速，每批培养15~20天就可以收获。并且盐藻中含有大量的蛋白质、甘油和淀粉等物质，产能率高。通过摇瓶培养考察了 PH值、接种密度、光照强度等环境条件对盐藻生长的影响，结果表明最适合盐藻生长的PH为
8.0~8.5，接种密度以(7.5~10) X 10~4 cells/ml为宜，光强在3000-50001χ范围内藻细胞生长比较好，细胞密度较高。
[0005]根据本专利的目的二，本发明详细说明了一个用于培育海藻的生物生长器，这种生长器适用于海藻的培育生产。其基本原理是在一些透明管道里装满工厂排出的废水和废气，管道内的藻类吸收废气中所含的CO2用于光合作用。同时，藻类排出O2，生成用于提炼燃料的物质。
[0006]管道平行的铺设在场内，生长器与泵组合构成海藻生长的循环系统。藻液在生长器内循环流动，这样可以保证海藻在生长器内进行充分的光合作用。在加压情况下，将含有氮、磷营养成份的水和少量海藻缓慢地泵入生物带。这些营养液可以加快海藻的生长速度，提高海藻的产量以及细胞内蛋白质和碳水化合物含量。透明管道采用薄壁聚乙烯管，管道内径设计为25~30CM左右，内径太小不利于清洗管道内壁。由于海藻极易附生内管壁上，如果不及时清理，光线的穿透能力会随着附壁海藻密度的增加而降低，从而影响生长器的透光性，降低海藻的光合作用，影响海藻的生产效率。本系统利用生长器外部的液泵，使生长器内的藻液产生循环，通过清洗部件对生长器内壁进行定期的清洗。这种清洗部件利用自身两端藻液产生的压差在管内运动，从而达到清洗的目的。海藻生长所需要的CO2可以充分利用工业锅炉烟道排放出的尾气，将含有CO2的烟道尾气直接注入生长器内，利用气升原理，使藻液携带气泡在生长器内形成循环流动的过程中吸收C02。利用气升原理依靠藻液吸收CO2，能够提高CO2的溶解度同时有氧气释放出来。这里保持生长器内藻液循环流动是最重要的，不但有利于保持海藻细胞处于悬浮状态，提高光能利用效率和降低光抑制，流动的藻液还能提高CO2气体的交换率和加快溶解速度，有利于海藻产生的O2从藻液中分离，经过24小时后，含有高浓度海藻的物统离开海藻生物带。
[0007]与现有技术相比较，本发明的有益效果在于:(1)封闭式设计比传统开放式放养有更高的生长效率，收获期短，产能率更高。(2)利用清洗部件对管道内壁进行清洗，解决了清理生长器内壁的难题。(3)直接利用工业锅炉烟道中排出的废气，减少了 C02等温室气体在大气中的排放。该生物生长器能够长时间的生产海藻，可用于工业生产。(4)较大的比表面积可以支持高密度培养
【专利附图】
【附图说明】 [0008]图1是本发明提供的海藻生长器模型；
综上所述，本发明具有以下技术效果:该生物生长器操作简便，各种环境参数及工艺采用自动化控制和管理，可以更高效、快速的培育海藻，提高了海藻的生长效率和质量。特殊的封闭环境还有效避免了被其它生物或非生物物质的污染。该生物生长器适用于高密度、大规模的培养生产，可以实现海藻的工业化连续生产。
[0009]尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种培育海藻生长的装置系统，其特征在于: 直接利用工业锅炉烟道中排出的废气，减少了 C02等温室气体在大气中的排放。
2.一种培育海藻生长的装置系统，其特征在于: 经过大量的藻类优良品种筛选后，得出最适宜用于人工培育的藻类——盐藻，并通过摇瓶培养考察了盐藻的生存环境条件，包括PH值、接种密度、光强范围、生长周期。
3.一种培育海藻生长的装置系统，其特征在于: 利用生长器与泵组合构成海藻生长的循环系统，藻液在生长器内循环流动，这样可以保证海藻在生长器内进行充分的光合作用。
4.一种培育海藻生长的装置系统，其特征在于: 利用生长器外部的液泵，使生长器内的藻液产生循环，通过清洗部件对生长器内壁进行定期的清洗。
5.一种培育海藻生长的装置系统，其特征在于: 充分利用工业锅炉烟道排放出的尾气，将含有CO2的烟道尾气直接注入生长器内，利用气升原理，使藻液携带气泡在生长器内形成循环流动的过程中吸收CO2.。
【文档编号】C12M1/00GK104004641SQ201310055109
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年2月21日 优先权日:2013年2月21日
【发明者】徐成琦 申请人:徐成琦