一种微藻培养系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及微藻培养领域，具体地，涉及一种培养效率高、质量高、结构简单且培养条件容易控制的微藻培养系统。
【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，细胞代谢产生的多糖、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。
[0003]微藻按生长的环境分为水生微藻、陆生微藻和气生微藻。其中，水生微藻又分为淡水生和海水生两种。按生活方式分为浮游微藻和底栖微藻。微藻具有三个基本特性，一是种类很多，生理学和生化特性范围很广，因此微藻能产生很多功能独特的脂肪、多糖、蛋白、类胡萝卜素等生物活性的物质;二是微藻能低成本地将用于标记的同位素13C、15N和2H结合进入体内，因而这类标记元素可进入微藻产生的各种代谢产物中；三是微藻包括了一个大而尚未开发的生物类群，因而提供了一个实质上未开发的资源宝库。微藻的上述三个基本特性，决定了微藻在医药、食品、水产养殖、化工、能源、环保、农业及航天等领域有着重要的开发价值。
[0004]目前，我国在微藻的大规模培养方面基础十分薄弱。现有的微藻培养方式主要采用的是在敞开式反应器中进行培养，最常用的比如敞开式跑道池。但是，这种培养方式具有效率低、培养条件无法控制、并且容易污染的缺点，严重制约了微藻生物技术产业的发展。
[0005]有鉴于此，亟需提供一种新型微藻培养系统，使得微藻培养效率高、质量高、结构简单且培养条件容易控制。
【发明内容】
[0006]本发明在于提供一种新型微藻培养系统，能够使得微藻培养效率高、质量高、结构简单且培养条件容易控制。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供一种微藻培养系统，所述微藻培养系统包括培养液水箱、第一水栗、第一光生物反应器、第二水栗、曝气罐、管式光生物反应器、和管式离心机；
所述第一光生物反应器包括第一温度电极、第一通气管、第一控温管、第一藻种转移孔、第一支撑架、和第一光生物反应器外壳;其中，所述第一温度电极、所述第一通气管、和所述第一控温管插入所述第一光生物反应器外壳中，所述第一藻种转移孔设置在所述第一光生物反应器外壳的底部，所述第一支撑架用于支撑所述第一光生物反应器外壳;较优地，第一支撑架为不锈钢支撑架，可以防止支撑架锈蚀。
[0008]所述曝气罐包括第二温度电极、第二通气管、第二控温管、循环栗、第二藻种转移孔、第二支撑架、和曝气罐外壳;其中所述第二温度电极、所述第二通气管、和所述第二控温管插入所述曝气罐外壳中；所述循环栗和所述第二藻种转移孔设置在所述曝气罐外壳的底部，所述第二支撑架用于支撑所述曝气罐外壳;较优地，第二支撑架为不锈钢支撑架，可以防止支撑架锈蚀。
[0009]所述管式光生物反应器包括管式光生物反应器主体管道和第三支撑架;其中，所述第三支撑架用于支撑所述管式光生物反应器主体管道。较优地，第三支撑架为不锈钢支撑架，可以防止支撑架锈蚀。
[0010]其中，所述培养液水箱通过第一管道与所述第一水栗连通;所述第一水栗通过第二管道与第十一管道连通;所述第一光生物反应器通过第三管道连通于所述第二管道上；所述第二水栗通过第四管道与所述第一光生物反应器上的第一藻种转移孔连通，同时所述第二水栗通过第五管道与所述曝气罐上的第二藻种转移孔连通;所述曝气罐通过第六管道与所述第十一管道连通;所述第十一管道连通所述曝气罐顶部与管式光生物反应器主体管道;第七管道连通所述管式光生物反应器主体管道的底部与所述管式离心机的进水端;第八管道连通所述管式离心机的出水端。
[0011 ]微藻培养液在培养液水箱中培养后，启动第一水栗，培养液则经过第一水栗转移至第一光生物反应器和管式光生物反应器主体管道中。通过第一温度电极和第一控温管，可以将第一光生物反应器中的温度调节至适合微藻藻种的温度，并通过第一通气管通入适当的，以及控制第一光生物反应器中的光照，让藻种生长。待藻种生长到一定程度时，启动第二水栗，将藻种转移至曝气罐中。同样地，通过第二温度电极和第二控温管，将曝气罐中的温度调节至合适的温度。然后通过第二通气管，通入适当的，让藻种充分的曝气。待曝气完成后，启动循环栗，将曝气后的藻种转移至管式光生物反应器主体管道中。此时，通过控制管式光生物反应器主体管道的光照，培养液及曝气后的藻种一同在管式光生物反应器主体管道中繁殖生长。待管式光生物反应器主体管道中的微藻生长好后，将微藻转移至管式离心机中进行提取。微藻提取出来后，将管式离心机内的污水排出。
[0012]由于本微藻培养系统在⑶2控制、温度控制及光照控制均可以控制和调节，使得微藻培养效率高、质量高、结构简单且培养条件容易控制。
[0013]进一步的技术方案中，所述微藻培养系统还包括在所述第一管道上设置第二阀门，在所述第二管道上设置第三阀门，在所述第三管道上设置第四阀门，在所述第四管道上设置第五阀门，在所述第五管道上设置第六阀门，在所述第六管道上设置第七阀门，在所述第七管道上设置第八阀门，在所述第八管道上设置第九阀门，在所述第十一管道上设置第十阀门。
[0014]在一种优选实施方式中，本微藻培养系统还包括第九管道和第十管道。第九管道一端连接培养液水箱，另一端连接第二管道。第十管道连接第九管道。在第十管道上设置第一阀门。当微藻培养完成且提取出来后，通过在第十管道上接入外来水源，可以清洗本微藻培养系统的设备和管道，为下次微藻培养做好准备。
[0015]进一步的，第一水栗的叶轮采用圆柱结构，并进行倒圆角，用来降低对藻体的剪切力。同样地，第二水栗也采用类似第一水栗的结构。
[0016]进一步的，所述循环栗的叶轮采用圆柱结构，且进行倒圆角。
[0017]优选地，在第四管道上，设置混合装置，用于将藻液和培养液进行充分地混合。具体地，在第四管道的内周壁上设置倒“八”字挡板，在第四管道的轴向中心线上设置一根转动轴，转动轴上固定连接正“八”字挡板。当藻液和培养液进入第四管道时，在转动轴的转动及倒“八”字挡板的共同作用下，藻液和培养液进行了充分的混合。同样地，该混合装置也可以设置在第五管道和第六管道上。
[0018]具体地，第一光生物反应器的上方设置第一人工光源，管式光生物反应器的上方设置第二人工光源，方便控制第一光生物反应器和管式光生物反应器的光照。具体地，第一人工光源和第二人工光源为LED光源，其光源强度可控，这样便于针对不同的藻类更换LED波长、光强、光暗周期，来适应不同的微藻。并且，光暗周期还可以达到节能的目的。在第一光生物反应器和曝气罐的周围，设置CO2钢瓶和气栗，用气栗将CO2钢瓶中的CO2送入第一通气管和第二通气管，方便控制第一光生物反应器和曝气罐中⑶2的量。同样地，在第一光生物反应器和曝气罐的周围，设置循环水槽，通过循环水槽分别与第一控温管和第二控温管连通，用于第一光生物反应器和曝气罐的温度控制。
[0019]进一步的，所述管式光生物反应器主体管道设置成螺旋式或者栅栏式；
所述设置成螺旋式的管式光生物反应器由一根具有弯管的玻璃管构成所述光生物反应器主体管道；
所述设置成栅栏式的管式光生物反应器的所述光生物反应器主体管道由八根玻璃管道组成，分成上下两组，每组分别为四根；下面四根玻璃管道分别与第一四通和八通相连通，上面四根玻璃管道分别与第二四通和八通相连通。微藻培养液进入第一四通，然后流过下面四根玻璃管道，进入八通，接着流过上面四根玻璃管道，再进入第二四通，最后转移至管式离心机中进行提取。微藻提取出来后，将管式离心机内的污水排出。
[0020]进一步的，所述玻璃管道采用亚克力材料制成;并且，所述第一四通、所述八通和所述第二四通采用PVC材料制成;所述玻璃管道与所述第一四通之间、所述玻璃管道与和所述八通之间、所述玻璃管道与所述第二四通之间、所述玻璃管道与所述八通之间均采用焊接方式连接或者管套紧箍连接。
[0021]进一步的，当所述玻璃管道与所述第一四通之间、所述玻璃管道与和所述八通之间、所述玻璃管道与所述第二四通之间采用管套紧箍连接时，先将管套套在待连接的两个连接件上，然后再将所述管套紧箍于所述管套的外周上，优选地，所述管套为橡胶件，并且所述橡胶件内环具有凹槽和格挡结构。
[0022]较优地，培养液水箱的容积为200L，第一光生物反应器的容积为60L，曝气罐的容积为35L，管式光生物反应器的容积为100L或120L。
[0023]而在另一种优选实施方式中，本微藻培养系统还包括废水池。管式离心机中的污水可以通过第八管道排入废水池中，这样可以更好地保护环境。
[0024]更进一步地，上述微藻培养系统设置于室内，这样能够更加保证培养出来的微藻的质量。
[0025]通过上述技术方案，所述新型微藻培养系统，通过对培养过程中的C02、温度、光照进行控制，使得微藻培养效率高且培养出来的微藻质量高，而本微藻培养系统结构简单、容易操作。
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