一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法

本发明涉及微藻培养，具体涉及一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法。

背景技术：

1、微藻拥有用途广泛、生产效率高等优势，富含蛋白质、碳水化合物、脂质和其他生物活性化合物，在应用方面受到了越来越多的企业和行业的关注。

2、现有的反应器在生产微藻时，主要采用的是搅拌桨，搅拌桨是一款可以使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器件。微藻在实际培养的过程中，通过搅拌桨对原料的不停搅拌，可以扩大微藻与物料的接触面积，利于整个反应器内细胞吸收营养物质，增加溶氧量和加快流动性。

3、但是桨叶转动导致流体内部速度梯度的形成，进而产生剪切力，当到达一定值时会造成细胞损伤，不利于细胞培养，容易破坏微藻的生理活性，使得其产率降低。

4、而且，传统的搅拌桨模型构造复杂，影响了整个反应器的透光性，导致藻细胞的光照利用率低，也容易出现反应器的微藻生物产量降低。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的不足，本发明提出一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法，其为了解决如何避免搅拌时细胞损坏的技术问题，以及为了解决如何降低搅拌桨的复杂度，提高微藻对光照的利用率的技术问题。

2、本发明的一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法，包括横架，横架的上方设有透明的转动管，转动管的轴线沿竖向设置，转动管的下端转动连接在横架上；转动管中设有用于提供光照的led灯管，led灯管与横架固定连接；led灯管与转动管之间留有气腔；转动管的上端密封设置，转动管的下端设有气管，气管与横架固定连接，转动管的下端与气管密封设置，气管与气腔连通，气管上设置有用于给气腔中供气的气泵；转动管上套设有至少一个套管，套管与转动管固定连接；套管的外壁上固定有若干个大小相同的桨叶，桨叶由硅胶制成；桨叶中设有空腔，套管中设有连接腔，空腔、连接腔和气腔相互连通；各个桨叶沿转动管转动方向的同一侧表壁上开设有出气孔，出气孔与空腔连通。

3、进一步地，各个所述套管沿转动管的轴线设置，桨叶的长度和大小沿转动管的轴线从上至下递减。

4、根据桨叶在藻液中的深度的不同，藻液的粘稠度也不同，所受到的摩擦力也不同，根据桨叶在藻液中的深度增加，有效地减小桨叶的尺寸，可以避免粘稠度大处的藻液受到的很大的搅动面积，使粘稠度大的藻液小范围的搅动，有利于避免大规模转动藻液造成细胞破裂的情况。

5、进一步地，所述横架上固定有竖架，横架和竖架连接成l形的连接架；竖架上设有至少一个限位架，限位架的一端与竖架固定连接，限位架的另一端套设在转动管上，转动管能相对于限位架转动。

6、通过多个竖架能有效地对转动管起到支撑作用，可以使转动管转动地更加稳定，使搅拌进程更加顺利。

7、进一步地，所述转动管的上端固定有第一橡胶圈，led灯管的上端固定有连接块，第一橡胶圈套设在连接块上并保持密封，第一橡胶圈能相对于连接块转动，led灯管的电源线穿过第一橡胶圈和连接块。

8、首先是第一橡胶圈避免了漏气，让气泵充入到气腔中的气体都能从出气孔中排出，尽可能地使气泵产生的气压能推动桨叶转动。其次，是能led灯管的电源线能从气腔中独立出来，便于后期接线。气体完全喷出，也能保证藻类的用氧量。

9、进一步地，所述转动管的下端固定有第二橡胶圈，气管上套设有环块，环块与气管固定连接；第二橡胶圈套设在环块上并保持密封，第二橡胶圈能相对于环块转动；气管的上端与led灯管固定连接；气管的侧壁开设有与气腔连通的导通孔，导通孔处于环块的上方。

10、利用第二密封圈保持环块与转动管之间的密封性。使气泵产生的气体能完全地从出气孔喷出，用于推动桨叶转动。气体完全喷出，也能保证藻类的用氧量。

11、一种微藻的培养方法，包括以下步骤，

12、s1：使用无菌兼养培养方法培养微藻藻种；

13、s2：将微藻藻种离心，使得微藻藻种的藻细胞和清液分离，获得微藻藻泥，将获取的微藻藻泥加入水重新悬浮，形成微藻悬浮液；按搅拌桨装入到反应器中，向反应器加入微藻悬浮液与培养基，利用搅拌桨对微藻悬浮液与培养基进行搅拌，形成藻液；

14、s3：不断搅拌藻液，随藻液中微藻密度增加，增加光照强度与进气气压；

15、s4：经过6-10天取样；取样后利用显微镜在细胞计数板下计数，当细胞数密度大于等于1×107cells/ml时，对藻液进行采收。

16、进一步地，步骤s2中采用离心机在3000rpm下运行10min。

17、有益效果:

18、本发明将桨叶设置成硅胶材质，搅拌时可以有效地避免桨叶破坏细胞，让细胞的培养产量得到保证；

19、通过led灯管给藻类提供光源，在搅拌的同时，也可以起到提供光照的目的；

20、硅胶材质的桨叶结构简单，可以有效地避免led灯管照射出来的灯光被桨叶所遮挡，让led灯管的光照最大限度地提供给藻液。

技术特征：

1.一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法，其特征在于，包括横架，横架的上方设有透明的转动管，转动管的轴线沿竖向设置，转动管的下端转动连接在横架上；

2.根据权利要求1所述的一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法，其特征在于，各个所述套管沿转动管的轴线设置，桨叶的长度和大小沿转动管的轴线从上至下递减。

3.根据权利要求1所述的一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法，其特征在于，所述横架上固定有竖架，横架和竖架连接成l形的连接架；竖架上设有至少一个限位架，限位架的一端与竖架固定连接，限位架的另一端套设在转动管上，转动管能相对于限位架转动。

4.根据权利要求1所述的一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法，其特征在于，所述转动管的上端固定有第一橡胶圈，led灯管的上端固定有连接块，第一橡胶圈套设在连接块上并保持密封，第一橡胶圈能相对于连接块转动，led灯管的电源线穿过第一橡胶圈和连接块。

5.根据权利要求1所述的一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法，其特征在于，所述转动管的下端固定有第二橡胶圈，气管上套设有环块，环块与气管固定连接；第二橡胶圈套设在环块上并保持密封，第二橡胶圈能相对于环块转动；气管的上端与led灯管固定连接；气管的侧壁开设有与气腔连通的导通孔，导通孔处于环块的上方。

6.一种微藻的培养方法，用于权利要求1-5任意一项所述的一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法，其特征在于，包括以下步骤，

7.根据权利要求6所述的一种微藻的培养方法，其特征在于，步骤s2中采用离心机在3000rpm下运行10min。

技术总结
本发明的一种微藻培养用硅胶质搅拌桨及微藻培养方法，属于藻类培养技术领域，包括横架，横架的上方设有透明的转动管，转动管的下端转动连接在横架上；转动管中设有LED灯管，LED灯管与横架固定连接；LED灯管与转动管之间留有气腔；转动管的下端设有气管，气管与横架固定连接，气管与气腔连通，气管上设置有气泵；转动管上套设有至少一个套管，套管与转动管固定连接；套管的外壁上固定有若干个桨叶，桨叶由硅胶制成；桨叶中设有空腔，套管中设有连接腔，空腔、连接腔和气腔连通；各个桨叶沿同一侧表壁上开设有出气孔。本发明能减少对藻液的剪切力，同时在搅拌时给藻液提供光照，结构简单，便于光照完整地照射在藻类上，提高藻类的产量。

技术研发人员：苏博成,黄建科,陈庆维,刘书辰,赵哲,曹乐,张金哲
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14