專利名稱:覆膜多孔板結(jié)構(gòu)表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板、培養(yǎng)單元及培養(yǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板、該培養(yǎng)板包括一層多孔板，該多孔板由剛性吸水滲水材料制成，該多孔板具有第一孔徑；以及于該多孔板兩側(cè)分別覆蓋一層超微孔膜，所述超微孔膜具有第二孔徑，其中第二孔徑小于第一孔徑，所述超微孔膜的第二孔徑的大小能夠防止細(xì)菌或藻進(jìn)入到內(nèi)部，但允許水、無(wú)機(jī)鹽滲出。培養(yǎng)單元，包括至少一個(gè)培養(yǎng)板；一個(gè)供液裝置，所述供液裝置用于向培養(yǎng)板提供培養(yǎng)液；至少一個(gè)培養(yǎng)液回收裝置，所述培養(yǎng)液回收裝置設(shè)于所述培養(yǎng)板下端。此外，本實(shí)用新型還涉及一種包含培養(yǎng)單元的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有浸沒(méi)式微藻培養(yǎng)的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)制造和維護(hù)成本昂貴，空間利用率低、生產(chǎn)效率低、能耗高的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】覆膜多孔板結(jié)構(gòu)表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板、培養(yǎng)單元及培養(yǎng)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于微藻養(yǎng)殖的覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板、培養(yǎng) 單元及培養(yǎng)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 藻類是一種能夠進(jìn)行光合作用的水生浮游藻類，微藻是其中個(gè)體小到僅能夠在顯 微鏡下觀察到的一類單細(xì)胞藻類。某些微藻本身富含蛋白質(zhì)，可以作為水產(chǎn)餌料或畜禽飼 料（如螺旋藻）；更重要的，某些微藻在特定條件下能夠大量合成次生代謝物，如油脂、類胡 蘿卜素、多糖等，這些物質(zhì)往往具有極高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生物活性物質(zhì)，可以被用在功能食品、 食品添加劑、制藥、生物能源等領(lǐng)域。特別是，通過(guò)微藻大規(guī)模培養(yǎng)以從中提取微藻油脂，進(jìn) 而轉(zhuǎn)化成生物柴油被認(rèn)為是解決能源短缺與固碳減排的最重要途徑之一。
[0003] 微藻培養(yǎng)已有幾十年歷史，目前的工業(yè)化微藻培養(yǎng)為液體浸沒(méi)式，以大量水作為 微藻生活支撐介質(zhì)。主要包括開(kāi)放式培養(yǎng)池與密閉式光生物反應(yīng)器（photobioreactor, PBR)兩種形式。開(kāi)放式培養(yǎng)池的優(yōu)點(diǎn)在于建造和運(yùn)行的成本較低。但由于開(kāi)放池的光照 面積/體積比較小，液體表面與下部混合較差，只有表層藻細(xì)胞能夠接受較充足的光照，池 底細(xì)胞往往難以接受到充分光照；其次，開(kāi)放池培養(yǎng)運(yùn)行水深較淺，一般只有10-30厘米， 使得通氣補(bǔ)碳時(shí)氣液接觸時(shí)間短，補(bǔ)碳效率低，培養(yǎng)液中溶解二氧化碳（CO 2)的不足，使光 合作用受到限制；再一個(gè)是開(kāi)放式升溫慢，不能在短時(shí)間內(nèi)升到酶活性最好的溫度25°C， 經(jīng)常錯(cuò)失光利用的最佳時(shí)機(jī)；而在夜間開(kāi)放式池內(nèi)溫度自然下降太慢，使藻細(xì)胞仍然保持 旺盛的呼吸作用，將白天存儲(chǔ)的能量消耗掉，故使藻細(xì)胞內(nèi)有用的代謝物含量太低。因此開(kāi) 放池培養(yǎng)的細(xì)胞生長(zhǎng)速度與培養(yǎng)密度均較低，另外其占地還大，容易受到污染。與其相比， PBR-般是采用透光材料（如玻璃、有機(jī)玻璃、塑料薄膜等）制成的細(xì)薄結(jié)構(gòu)，由于光徑小、 培養(yǎng)體系光照面積/體積比較大，所以細(xì)胞光照較充分。同時(shí)，補(bǔ)碳?xì)怏w與液體接觸時(shí)間 長(zhǎng)，培養(yǎng)液溶解〇) 2濃度較高，因而細(xì)胞生長(zhǎng)速度與培養(yǎng)密度均較開(kāi)放培養(yǎng)池高。但該類PBR 通常造價(jià)昂貴、運(yùn)行成本高、維護(hù)困難、難于大型化，產(chǎn)率為5?30g/m2/d，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論預(yù) 測(cè)值100?200g/m 2/d，達(dá)不到產(chǎn)業(yè)化的理論計(jì)算目標(biāo)，光能利用率低，這項(xiàng)微藻大規(guī)模培養(yǎng) 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化最重要的直接制約因素仍有待提高。
[0004] 近年來(lái)，出現(xiàn)了一種半干式培養(yǎng)系統(tǒng)，并且已有文獻(xiàn)報(bào)道。但是，目前的半干式培 養(yǎng)系統(tǒng)一般是采用濾紙、濾布、海綿、塑料泡沫、纖維織物（例如帆布）中的一種或幾種作為 基質(zhì)材料。然而，該類軟質(zhì)材料具備如下缺點(diǎn)：（1)機(jī)械強(qiáng)度低，需要復(fù)雜的支撐和固定等 配套裝置，不合適大尺寸和空間高度上的放大，只能制成低矮細(xì)薄結(jié)構(gòu)；（2)表面濕度不均 勻，微藻生長(zhǎng)不牢固，容易受到環(huán)境影響而脫落；（3)不耐循環(huán)使用，需要經(jīng)常更換，增加成 本；(4)容易掉落纖維等雜質(zhì)，使收獲的微藻受到污染；（5)吸水和保水性能差，不利于微藻 生長(zhǎng)繁殖逐漸增加的培養(yǎng)液消耗要求并且能源成本增加，和（6)這些柔性材料在作為培養(yǎng) 載體時(shí)，其生物兼容性和耐化學(xué)腐蝕性等方面都具有一定局限性。因此目前此類培養(yǎng)系統(tǒng) 仍不適于大規(guī)模化生產(chǎn)。
[0005] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型采用一種新型表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)單元、培養(yǎng) 系統(tǒng)及培養(yǎng)方法。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 為克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板，其 包括：
[0007] 一層多孔板，該多孔板由剛性吸水滲水材料制成，該多孔板具有第一孔徑；以及在 該多孔板兩側(cè)分別覆蓋一層超微孔膜，所述超微孔膜具有第二孔徑，其中第二孔徑小于第 一孔徑，所述超微孔膜的第二孔徑的大小能夠防止細(xì)菌或藻進(jìn)入到內(nèi)部，但允許水、無(wú)機(jī)鹽 滲出。
[0008] 所述超微孔膜的第二孔徑需要根據(jù)所要培養(yǎng)的微藻品種來(lái)確定，不同的微藻品 種，其粒徑不同，所述超微孔膜的第二孔徑需使小于微藻的粒徑，以防止藻種逆向移動(dòng)至多 孔板內(nèi)部，而使藻種無(wú)法正常生長(zhǎng)，還可以避免具有毒性作用的細(xì)菌等污染物進(jìn)入至多孔 板內(nèi)部。由于，通常情況下水分子的粒徑約4A,圮機(jī)鹽粒徑在2nm以下，而微藻或細(xì)菌的粒 徑遠(yuǎn)大于水或無(wú)機(jī)鹽分子的粒徑，最小的藻粒徑也在1 μ m以上，因而兩者之間存在3個(gè)數(shù) 量級(jí)的差距，則超微孔膜的第二孔徑的選擇范圍也較大，原則上水和無(wú)機(jī)鹽能夠自由滲出， 而使藻和細(xì)菌只能停留在表面即符合本實(shí)用新型的要求。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述多孔板是由基質(zhì)材料和添加劑制成的硬質(zhì)多孔板，其中， 所述添加劑包括粘結(jié)劑，所述基質(zhì)材料為分子篩、玻璃砂、玻璃粉或青石。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述粘結(jié)劑包含鋁石。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述粘結(jié)劑還包含田菁粉和硝酸。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述分子篩具有5 A ~ 2nm的孔徑、較佳為6 ~ 8人。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述多孔板包含分子篩和鋁石，其中所述分子篩為50-90質(zhì) 量份，錯(cuò)石為5-45質(zhì)量份。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述多孔板包含分子篩、鋁石、田菁粉和硝酸，其中所述分子 篩為60-80質(zhì)量份，錯(cuò)石為15-35質(zhì)量份，田菁粉為1-4質(zhì)量份，硝酸為1-4質(zhì)量份。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述多孔板具有3?40 μ m的第一孔徑。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述超微孔膜是由分子篩beta或分子篩ZSM-5所形成。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述多孔板外側(cè)所覆蓋的超微孔膜通過(guò)以下方法制備：用含 有分子篩beta或分子篩ZSM-5的制膜液，將該多孔板在室溫和常壓下通過(guò)輥?zhàn)油坎?、噴?或浸沒(méi)法處理，形成該超微孔膜。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述超微孔膜具有0. 2?3 μ m的第二孔徑，在這個(gè)孔徑范圍 時(shí)，無(wú)機(jī)鹽和水分子可以順利滲透，而藻種和細(xì)菌皆無(wú)法進(jìn)入到多孔板內(nèi)部；較優(yōu)選的，所 述第二孔徑為〇. 2 μ m?0. 45 μ m之間，能夠阻擋絕大多數(shù)污染細(xì)菌。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述培養(yǎng)板的表面呈凹凸不平狀。
[0020] 此外，本實(shí)用新型還提供了一種包含上述培養(yǎng)板的培養(yǎng)單元，其包括：
[0021] 至少一個(gè)前述任一個(gè)方案的培養(yǎng)板，其表面供附著微藻生長(zhǎng)；
[0022] 至少一個(gè)供液裝置，所述供液裝置用于向所述培養(yǎng)板提供微藻生長(zhǎng)所需的培養(yǎng) 液，所述培養(yǎng)液被所述的培養(yǎng)板吸收并滲透至該培養(yǎng)板的表面；
[0023] 至少一個(gè)培養(yǎng)液回收裝置，所述培養(yǎng)液回收裝置設(shè)于所述培養(yǎng)板下端，以將各培 養(yǎng)板下端滲出或未被培養(yǎng)板吸收的培養(yǎng)液收集。
[0024] 在上述培養(yǎng)單元的一個(gè)實(shí)施方案中，所述供液裝置系罩設(shè)于所述培養(yǎng)板的頂端。
[0025] 在上述培養(yǎng)單元的一個(gè)實(shí)施方案中，所述供液裝置以間隔方式設(shè)于該培養(yǎng)板的頂 端上方位置，所述供液裝置以噴淋、滴漏或滲漏的方式給該培養(yǎng)板提供培養(yǎng)液。
[0026] 在上述培養(yǎng)單元的一個(gè)實(shí)施方案中，所述培養(yǎng)單元還包括至少一個(gè)固定裝置，該 固定裝置用于將所述培養(yǎng)板以直立的方式固定于一個(gè)預(yù)定位置。
[0027] 此外，本實(shí)用新型還提供了一種包含上述培養(yǎng)單元的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)，該培 養(yǎng)系統(tǒng)包括：
[0028] -個(gè)由上述任一個(gè)實(shí)施方案中培養(yǎng)單元所組成的陣列，以及
[0029] 用于向所述陣列中的培養(yǎng)單元的供液裝置提供培養(yǎng)液的培養(yǎng)液供給裝置；
[0030] 其中，所述培養(yǎng)液供給裝置包括培養(yǎng)液池、和循環(huán)動(dòng)力裝置，所述培養(yǎng)液池用于儲(chǔ) 存培養(yǎng)液，所述循環(huán)動(dòng)力裝置用于將所述培養(yǎng)液池中的培養(yǎng)液輸送至各該供液裝置。
[0031] 在本實(shí)用新型培養(yǎng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，所述循環(huán)動(dòng)力裝置為一個(gè)泵，該泵設(shè) 于該培養(yǎng)液池連接至各該供液裝置的管路上。
[0032] 在本實(shí)用新型培養(yǎng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，所述培養(yǎng)液供給裝置還包括一個(gè)二氧 化碳的混入裝置，所述混入裝置將二氧化碳混入至所述的培養(yǎng)液培養(yǎng)池中。
[0033] 在本實(shí)用新型培養(yǎng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，所述循環(huán)動(dòng)力裝置包括一個(gè)壓力罐、 一個(gè)空氣壓縮氣源，其中該壓力罐與該培養(yǎng)池連接，該培養(yǎng)池中的培養(yǎng)液輸入至該壓力罐 中暫存，該空氣壓縮氣源連接至該壓力罐，用于對(duì)壓力罐內(nèi)部進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，該壓力罐的通 過(guò)管道連接至各該供液裝置，開(kāi)啟該空氣壓縮氣源對(duì)該壓力罐增壓，使壓力罐內(nèi)的培養(yǎng)液 輸送至各該供液裝置。
[0034] 在本實(shí)用新型培養(yǎng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，該壓力罐連接一個(gè)液位計(jì)，該空氣壓 縮氣源連接至該壓力罐的管路上設(shè)有截止閥、減壓閥，該壓力罐連接至各該供液裝置的管 路上設(shè)有一個(gè)壓力表。
[0035] 在本實(shí)用新型培養(yǎng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，所述培養(yǎng)液回收裝置將該培養(yǎng)板下端 滲出或未被該培養(yǎng)板吸收的培養(yǎng)液收集并通過(guò)管路返回至培養(yǎng)液池。
[0036] 在本實(shí)用新型培養(yǎng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，所述培養(yǎng)板與培養(yǎng)液回收裝置中的培 養(yǎng)液接觸。
[0037] 在本實(shí)用新型培養(yǎng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，所述培養(yǎng)單元為至少兩個(gè)，相鄰培養(yǎng) 單元之間設(shè)置有光源裝置，該光源裝置與所述培養(yǎng)單元平行地設(shè)置；或者，所述各培養(yǎng)單元 平行放置形成陣列，而將一光源裝置設(shè)于該陣列的一側(cè)，與各該培養(yǎng)單元垂直。
[0038] 在本實(shí)用新型培養(yǎng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，所述光源為自然光或人工光源，所述 人工光源為雙面光源或單面光源。
[0039] 運(yùn)用前述表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)微藻的方法，包括以下步驟：
[0040] a)將培養(yǎng)液池中的培養(yǎng)液通過(guò)所述循環(huán)動(dòng)力裝置輸送至各該供液裝置，所述供液 裝置以噴淋、滴漏或滲漏的方式給培養(yǎng)板提供培養(yǎng)液，從而使含培養(yǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng) 液浸潤(rùn)整個(gè)培養(yǎng)板；
[0041] b)在所述培養(yǎng)板上接種微藻；
[0042] c)設(shè)置環(huán)境濕度和溫度，在適合微藻生長(zhǎng)的光量子強(qiáng)度下使得微藻生長(zhǎng)繁殖。
[0043] 其中，在步驟a)中，還包括將所述培養(yǎng)板上滲出或未被培養(yǎng)板吸收的培養(yǎng)液回收 至培養(yǎng)液池中的步驟，同時(shí)監(jiān)測(cè)培養(yǎng)液池中的培養(yǎng)液成分，及時(shí)向培養(yǎng)液池補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)成分。
[0044] 其中，所述光合微生物包括小球藻、螺旋藻、綠藻、等鞭金藻、微擬球藻、柵藻或血 球藻。
[0045] 為了進(jìn)行微藻的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)，上述培養(yǎng)板內(nèi)側(cè)的多孔板具有很好的吸水/滲 水性能，因此其吸收的培養(yǎng)液可儲(chǔ)備起來(lái)而為培養(yǎng)系統(tǒng)表面提供供給，其內(nèi)部第一孔徑允 許水分子在材料內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)充分循環(huán)流動(dòng)，且由于水分流動(dòng)的帶動(dòng)作用，使水中所含的營(yíng)養(yǎng) 小分子物質(zhì)均可通過(guò)超微孔膜擴(kuò)散到表面實(shí)現(xiàn)均勻分布，而微藻藻種粒徑大于超微孔膜的 第二孔徑，不容易反向滲入至多孔板的內(nèi)部，又由于本實(shí)用新型所選多孔材料具有親水性， 其電荷允許大量的微藻藻種附著（類似苔蘚等生長(zhǎng)在水中的石壁上）。另外，這種多孔板 的骨架密度比較低、強(qiáng)度和剛性較高，相對(duì)于現(xiàn)有的濾布、濾紙或帆布等具有如下效果：（1) 培養(yǎng)板自身為剛性，可以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)自支撐（只需簡(jiǎn)單地對(duì)其底部固定就可以直立）， 在空間高度和尺寸上更容易實(shí)現(xiàn)，無(wú)需如帆布等必須依賴復(fù)雜的支撐框架，可以節(jié)省系統(tǒng) 所占空間和成本，有效提升空間利用效率；（2)表面濕度均勻，微藻生長(zhǎng)牢固，不容易受到 環(huán)境影響而脫落；（3)可耐環(huán)境因素影響，耐腐性好，重復(fù)利用率高，降低成本；(4)不會(huì)有 纖維等雜質(zhì)混入收獲的藻產(chǎn)物中；（5)吸水和保水性能好，有利于微藻生長(zhǎng)繁殖逐漸增加 的對(duì)培養(yǎng)液消耗的要求。
[0046] 本實(shí)用新型中的多孔板和超微孔膜較佳都是以分子篩為基質(zhì)，分子篩通常是由 T04(T = Si, P，Al，Ge等）四面體構(gòu)成的具有微孔結(jié)構(gòu)的晶態(tài)無(wú)機(jī)固體，具有不同的籠或孔 狀結(jié)構(gòu)（孔徑通常小于2nm)。由于分子篩能將比其孔徑小的分子吸附到空穴內(nèi)部，而把比 孔徑大的分子排斥在其空穴外，起到篩分分子的作用，故得名分子篩。沸石分子篩的實(shí)際用 途是非常廣泛的，比如它可以用作吸附劑、離子交換劑，尤其是可以用作石油裂解催化劑， 這是人們開(kāi)發(fā)具有良好催化活性和選擇性沸石分子篩的動(dòng)力。當(dāng)然，隨著人們對(duì)分子篩研 究的不斷深入，其應(yīng)用范圍也得到進(jìn)一步的拓展，比如可以用作電池材料、藥物載體等等。 沸石分子篩的這些特性主要依賴于其機(jī)構(gòu)和組成方面的特征，例如孔道的多維性、孔的尺 寸、孔容、陽(yáng)離子的數(shù)目和位點(diǎn)、Si/Al比例等，可以說(shuō)分子篩的性能是這幾種因素的綜合作 用的體現(xiàn)。與一般常用的固體吸附劑如硅膠、活性炭、活性氧化鋁等相比，分子篩在吸附性 能方面有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)，一個(gè)是選擇性吸附，另一個(gè)是高效率吸附。
[0047] 由于分子篩的組成元素主要是親水性元素以及多維的孔道結(jié)構(gòu)，分子篩具有良好 的水吸附性能。其吸附方式主要為物理吸附，而且被吸附的水分子主要儲(chǔ)藏于分子篩的孔 道中，因此在吸水前后分子篩材料體積并沒(méi)有明顯變化。同時(shí)，分子篩在水分子連續(xù)輸送方 面也具有很好性能，這是分子篩能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)使內(nèi)部和表面保持均一濕度的原因。此 夕卜，分子篩還有一項(xiàng)重要的特性是能夠在水分子的協(xié)助下，對(duì)金屬離子表現(xiàn)出良好的傳輸 性能，使材料內(nèi)部的離子能夠源源不斷地向表面進(jìn)行輸送。這些特點(diǎn)決定了分子篩在半干 法微藻培養(yǎng)方面具有產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的潛力。
[0048] 本實(shí)用新型覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)耗水量比較低、微藻細(xì)胞生長(zhǎng) 較快、收獲便利及總體能耗低，具體優(yōu)勢(shì)如下：
[0049] 1、本實(shí)用新型采用的是表面生長(zhǎng)式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)。我們將微藻接種于超微孔膜的 表面后，利用供液裝置向多孔板材源源不斷地注入培養(yǎng)液，培養(yǎng)液經(jīng)過(guò)多孔板內(nèi)部達(dá)到超 微孔膜表面，供藻細(xì)胞生長(zhǎng)。這樣就避免了傳統(tǒng)光生物反應(yīng)器中水的大量使用，減少了動(dòng)力 系統(tǒng)的能耗；減少了管道設(shè)計(jì)；減少了單位生物質(zhì)產(chǎn)量的占地面積；同時(shí)，通過(guò)使微藻生長(zhǎng) 濃度極大地提高，也簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)微藻后期收獲中濃縮、離心、過(guò)濾等工藝，提高了生產(chǎn)效率、 降低運(yùn)營(yíng)成本；
[0050] 2、本實(shí)用新型中所使用光源直接照射到微藻細(xì)胞，而不需要通過(guò)水體，因此光能 量衰減較少，相對(duì)傳統(tǒng)光生物反應(yīng)器，大幅度提高了光能利用率，同時(shí)大幅度提高了微藻生 長(zhǎng)速率和品質(zhì)，這是微藻生物能源產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵一步；
[0051] 3、傳統(tǒng)管式光生物反應(yīng)器需要對(duì)水、藻混合物進(jìn)行攪拌，以保證微藻在充足的光 照條件下充分生長(zhǎng)，能耗和成本較高。而本實(shí)用新型所涉及的培養(yǎng)系統(tǒng)不需通過(guò)攪拌來(lái)避 免藻細(xì)胞沉降、實(shí)現(xiàn)藻細(xì)胞充分生長(zhǎng)，從而減少了能耗，節(jié)約了成本；
[0052] 4、相對(duì)于其他光生物反應(yīng)器，半干法光生物反應(yīng)器可以便捷地改變微藻生長(zhǎng)環(huán) 境。微藻的生長(zhǎng)（生物量積累）和代謝物的產(chǎn)生（如油脂）一般是兩個(gè)分開(kāi)的過(guò)程，因?yàn)?它們對(duì)環(huán)境要求不相同，細(xì)胞生長(zhǎng)需要高氮環(huán)境，而油脂積累過(guò)程則需要低氮等脅迫環(huán)境。 目前常用的方法是等到培養(yǎng)基體系內(nèi)原有氮源消耗完畢時(shí)才逐步轉(zhuǎn)化為缺氮誘導(dǎo)環(huán)境，往 往需要10天以上；若生長(zhǎng)已近平臺(tái)期，想快速進(jìn)入油脂累積階段，目前只能是先采集藻細(xì) 胞后再轉(zhuǎn)入低氮或無(wú)氮培養(yǎng)基中進(jìn)行油脂代謝，這個(gè)工作量很大，而且能耗高。而通過(guò)本實(shí) 用新型的培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法，我們可以根據(jù)微藻生長(zhǎng)情況隨時(shí)改變生長(zhǎng)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)微 藻生物量的積累或油脂累積。
[0053] 5、使用本實(shí)用新型的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法，與現(xiàn)有的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng) 系統(tǒng)及方法相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)：
[0054] 5a)本實(shí)用新型中，其多孔板具有強(qiáng)的吸水性、透水性，從而可以為微藻的培養(yǎng)、生 長(zhǎng)源源不斷地提供水分和其他培養(yǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)成分。多孔板內(nèi)具有內(nèi)部連通的數(shù)個(gè)微孔 管道，孔徑約為3?40 μ m，加上擴(kuò)散性能良好，所述多孔板可迅速吸收培養(yǎng)液，達(dá)到飽和狀 態(tài)，為在表面培養(yǎng)微藻做好儲(chǔ)備。在水分蒸發(fā)減少時(shí)，可在孔道內(nèi)產(chǎn)生汲取作用。在汲取作 用下，培養(yǎng)液可在多孔板的管道/網(wǎng)絡(luò)/空穴內(nèi)流動(dòng)，可使培養(yǎng)液快速補(bǔ)給到超微孔膜表 面，使超微孔膜表面的濕度均一飽和。借助水分的運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)小分子也會(huì)隨 同水流動(dòng)到達(dá)任何地方，培養(yǎng)液實(shí)現(xiàn)從培養(yǎng)板內(nèi)部向培養(yǎng)板表面運(yùn)輸。在上述自然機(jī)理作 用下，由于是一個(gè)自然現(xiàn)象，沒(méi)有能耗，因而相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)可降低供液能耗。本實(shí)用新型 的多孔板和超微孔膜較佳選擇均以分子篩為基質(zhì)，由于分子篩的規(guī)格均一，可實(shí)現(xiàn)液體的 流動(dòng)快速而且均勻；
[0055] 由分子篩制造的多孔板和超微孔膜具有雙重多孔性，所述雙重多孔性為①自身多 孔性，即，分子篩本身所具有孔徑，從而具有強(qiáng)吸水性和保水性；②制成板或超微孔膜的多 孔性，即，制成的分子篩多孔板或超微孔膜還具有除了分子篩本身孔徑以外的孔徑，這種孔 徑大于分子篩本身孔徑，增加水生生物在多孔板表面與水的接觸面積，并且增加水的流動(dòng) 性，從而有利于將富含營(yíng)養(yǎng)成分的培養(yǎng)液向水生生物輸送。這種分子篩的多孔性和板/超 微孔膜的多孔性的配合極大地增加了多孔板的吸水性和保水性，并增加了將培養(yǎng)液遞送至 水生生物的能力，有利于水生生物生長(zhǎng)；
[0056] 5b)本實(shí)用新型的培養(yǎng)板為剛性，其機(jī)械強(qiáng)度高，可在堅(jiān)直方向自支撐，只需簡(jiǎn)易 地對(duì)其底部支撐固定即可，便于實(shí)現(xiàn)尺寸上的延展，可提高單位空間的有效利用效率；
[0057] 5c)本實(shí)用新型的培養(yǎng)板抗腐蝕性好，從而在收獲后或污染后，可耐受消毒劑，從 而保證其循環(huán)使用性好；以及
[0058] 5d)本實(shí)用新型的培養(yǎng)板成本低，分子篩材料加工制造工藝目前相對(duì)成熟，而且可 以選用的原材料可來(lái)自本欲填埋處理的廢渣。
[0059] 5e)本實(shí)用新型為覆膜式多孔板，其中多孔板是通過(guò)壓制成型的方式制成，其多孔 板的第一孔徑可通過(guò)調(diào)節(jié)壓制材料的顆粒粒徑、粘合劑混入量及壓合的力度等調(diào)整所得板 的孔徑范圍，而多孔板外側(cè)表面覆蓋的超微孔膜具有更致密的孔，這些致密孔的大小可通 過(guò)制膜液的分子篩濃度、分散程度及顆粒粒徑大小等調(diào)節(jié)，使其孔徑可防止藻種和細(xì)菌進(jìn) 入多孔板內(nèi)部，但不影響水滲透；使培養(yǎng)板內(nèi)外部分各司其職。
[0060] 由上述優(yōu)點(diǎn)可見(jiàn)，這在很大程度上克服了微藻培養(yǎng)規(guī)模化所遇到的技術(shù)瓶頸一 裝備大型化和提高空間利用率障礙，使微藻生物能源產(chǎn)業(yè)化具有可能性。
[0061] 6、本實(shí)用新型的培養(yǎng)板，是將剛性材料的多孔板在常溫常壓下，經(jīng)含有分子篩 beta或分子篩ZSM-5的制膜液（類似涂料的形態(tài)）通過(guò)輥?zhàn)油坎?、噴涂或浸沒(méi)法處理，在多 孔板的外側(cè)形成一層超微孔膜。所述超微孔膜的孔徑小于多孔板的孔徑，其中多孔板的孔 徑可以方便地培養(yǎng)液在其中流動(dòng)滲透至表面；而所述的超微孔膜提供藻種附著，借助這種 超微孔膜，可以減少細(xì)菌等污染物質(zhì)進(jìn)入到多孔板內(nèi)部，不會(huì)影響多孔板的重復(fù)利用；同時(shí) 也可以起到增大水滲透阻力，調(diào)節(jié)培養(yǎng)板表面水的滲出量，使其達(dá)到適合藻生長(zhǎng)的水量，避 免培養(yǎng)液浪費(fèi)。
[0062] 另外一個(gè)額外的好處在于，不僅可降低做催化劑用的分子篩廢料處理成本，起到 環(huán)境保護(hù)作用，而且還低成本地進(jìn)行了環(huán)境治理。
[0063] 綜上所述，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有的浸沒(méi)式微藻培養(yǎng)的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)制造和 維護(hù)成本昂貴，空間利用率低、生產(chǎn)效率低、能耗高的問(wèn)題。本實(shí)用新型中，不僅培養(yǎng)系統(tǒng)經(jīng) 濟(jì)廉價(jià)，而且微藻對(duì)光能、碳源及營(yíng)養(yǎng)的利用效率高，次生代謝物的生成速度快，大幅提高 了單位占地面積生物量產(chǎn)率和次生代謝物產(chǎn)率。

【附圖說(shuō)明】

[0064] 圖1為培養(yǎng)單元的示意圖。
[0065] 圖2為表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)的IOOOa的不意圖。
[0066] 圖3為表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOb的不意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0067] 需要說(shuō)明的是本實(shí)用新型中"剛性"所指代的含義是指相對(duì)于帆布、纖維布或海綿 具有更大硬度的材質(zhì)，這些材質(zhì)的特點(diǎn)是皆可在堅(jiān)直方向無(wú)特殊支撐架的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)自支 撐、且耐腐蝕性強(qiáng)。
[0068] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0069] 〈覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板〉
[0070] 本實(shí)用新型的覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板1、是一層多孔板的兩側(cè)再分 別覆蓋一層超微孔膜，而該多孔板是由剛性吸水滲水材料制成，該多孔板具有第一孔徑；所 述的超微孔膜具有第二孔徑，其中第二孔徑小于第一孔徑，通常該第一孔徑是由多孔板形 成時(shí)所具有的板的孔徑，而第二孔徑的大小可使水和無(wú)機(jī)鹽順利通過(guò)，但藻粒和細(xì)菌無(wú)法 進(jìn)入滲透超微孔膜。
[0071] 其中，所述的培養(yǎng)板可通過(guò)以下方法制造：將具有6 ~ 8人的孔徑的物質(zhì)A(如分子 篩類多孔材料）和粘合物質(zhì)B (如鋁石類輔助劑）以質(zhì)量份數(shù)比約70份：25份混合，在室 溫和常壓用本領(lǐng)域公知技術(shù)處理，形成粒度約為50nm的微球，然后在80-KKTC和常壓，使 粘接混合物壓制形成硬質(zhì)多孔板，其表面較佳形成如波浪的凹凸面，以增加其表面積，所述 多孔板具有3?40 μ m的第一孔徑。然后將該多孔板再經(jīng)如下處理：用含有分子篩beta或 分子篩ZSM-5的制膜液，制膜液是以beta或ZSM-5分子篩為基質(zhì)，以水為分散介質(zhì)，加上助 劑制成的涂料，制膜液的制成成方法和形態(tài)類似乳膠漆，將該多孔板在室溫和常壓下通過(guò) 輥?zhàn)油坎肌娡炕蚪](méi)法處理，形成該超微孔膜，所述超微孔膜具有0. 2-3 μ m或0. 2-2 μ m 的第二孔徑，更優(yōu)選為〇. 2 μ m-o. 45 μ m的第二孔徑。
[0072] -般來(lái)說(shuō)，超微孔膜的孔徑是根據(jù)所需培養(yǎng)的藻種來(lái)確定，藻種粒徑越小，則超微 孔膜的第二孔徑亦越小，防止藻種被倒吸進(jìn)入到多孔板內(nèi)部，無(wú)法正常生長(zhǎng)繁殖。同時(shí)，在 多孔板的外側(cè)面的超微孔膜的孔徑相較于多孔板內(nèi)部的孔徑更小，使表面水分不會(huì)快速溢 流和蒸發(fā)，達(dá)到有效持水效果。
[0073] 其中培養(yǎng)板還可以采用如下的方法制造：將具有6 ~ 8Λ的孔徑的物質(zhì)A(如分子 篩類多孔材料）和粘合物質(zhì)B(如鋁石類輔助劑）以質(zhì)量份數(shù)比約70份：25份混合，向上 述混合物加入添加劑C(如田菁和硝酸少量添加物）進(jìn)行粘接，在80-10(TC和常壓，使粘接 混合物壓制形成硬質(zhì)多孔板，所述多孔板具有3?40 μ m的第一孔徑；再經(jīng)過(guò)用含有分子篩 beta或分子篩ZSM-5的制膜液處理，在多孔板兩側(cè)面覆蓋一層具有0. 2-3 μ m或0. 2-2 μ m 的第二孔徑的超微孔膜。壓制成的多孔板所具有的第一孔徑大小范圍，可主要通過(guò)改變分 子篩A的粒徑，其次是粘合物質(zhì)B的量、壓制的方式、壓力等來(lái)實(shí)現(xiàn)第一孔徑大小的調(diào)節(jié)；一 般來(lái)說(shuō)，分子篩的平均粒徑越大、粘合物質(zhì)B的量越少，壓力越小，得到的壓制成型多孔板 第一孔徑越大。
[0074] 其中，用于形成多孔板的材料還可以選擇分子篩、玻璃砂、玻璃粉或青石，所使 用的粘合物質(zhì)可選擇鋁石，以及鋁石、田菁粉和硝酸組成的混合物。其中分子篩具有 5 A ~ 2nm的孔徑，優(yōu)選為6 ~ 8A。
[0075] 當(dāng)所述多孔板由分子篩和鋁石組成時(shí)，其中所述分子篩為50-90質(zhì)量份，鋁石為 5-45質(zhì)量份。當(dāng)所述多孔板由分子篩和鋁石、田菁粉及硝酸組成時(shí)，其中所述分子篩為 60-80質(zhì)量份，錯(cuò)石為15-35質(zhì)量份，田菁粉為1-4質(zhì)量份，硝酸為1-4質(zhì)量份。
[0076]〈培養(yǎng)板組成的培養(yǎng)單兀〉
[0077] 圖1示出了本實(shí)用新型的培養(yǎng)單元101，培養(yǎng)單元101包括培養(yǎng)板1、固定裝置2、 培養(yǎng)液回收裝置3、供液裝置4。所述固定裝置2可包括相對(duì)的固定組件21和22,固定組件 21和22之間形成可固定培養(yǎng)板1的孔隙23。培養(yǎng)單元100可包括多個(gè)培養(yǎng)板1的陣列， 其形成較大的平面培養(yǎng)板組件。供液裝置4設(shè)置在培養(yǎng)板1的上方，供液裝置4可具有孔、 縫隙等出口，從而培養(yǎng)液以滴漏、滲漏等形式進(jìn)入培養(yǎng)板1。培養(yǎng)板1的頂端側(cè)緣可密封在 供液裝置4中。作為替換，供液裝置4可沿堅(jiān)直方向與培養(yǎng)板1間隔開(kāi)，以使得培養(yǎng)液從供 液裝置4滴落至培養(yǎng)板1。培養(yǎng)板1的下端側(cè)面可密封在培養(yǎng)液回收裝置3中，與培養(yǎng)液回 收裝置3中的培養(yǎng)液接觸。
[0078]〈培養(yǎng)系統(tǒng)實(shí)施例1>
[0079] 結(jié)合圖1和圖2進(jìn)行說(shuō)明，圖2示出了本實(shí)用新型的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOa 的，表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOa可包括多個(gè)如圖1所示的培養(yǎng)單元101和設(shè)置在培養(yǎng)單元 101之間光源裝置8,以及為培養(yǎng)單元101提供培養(yǎng)液的培養(yǎng)液供給裝置9。
[0080] 如圖1和2所述，所述固定裝置2包括相對(duì)的固定組件21和22,固定組件21和 22之間形成可固定培養(yǎng)板1的孔隙23,且培養(yǎng)板1還可以向上從孔隙23中取出。
[0081] 圖2中的多個(gè)培養(yǎng)單元101設(shè)置為相互平行且間隔開(kāi)一距離。每?jī)蓚€(gè)培養(yǎng)單元 101之間設(shè)置至少一光源裝置8。光源裝置可為雙面光源，對(duì)兩側(cè)的培養(yǎng)單元進(jìn)行照射。光 源裝置8也可根據(jù)需要為單面光源。
[0082] 圖2的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOa包括培養(yǎng)液供給裝置9,該培養(yǎng)液供給裝置9包 括培養(yǎng)液池6、循環(huán)泵7。
[0083] 培養(yǎng)液回收裝置3用于將從多孔板1下端滲出或未覆膜被多孔板1吸收的培養(yǎng)液 收集并通過(guò)管道返回至培養(yǎng)液池6。當(dāng)培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOa工作時(shí)，循環(huán)泵7啟動(dòng)，將培養(yǎng)液池 6中的培養(yǎng)液通過(guò)管道輸送至供液裝置4,供液裝置4將培養(yǎng)液供給培養(yǎng)板1，培養(yǎng)板1吸收 培養(yǎng)液并通過(guò)其內(nèi)部的細(xì)小孔徑運(yùn)輸至培養(yǎng)板1的表面，提供為微藻生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)，而 培養(yǎng)板1端部同時(shí)與培養(yǎng)液回收裝置3內(nèi)的培養(yǎng)液相接觸，培養(yǎng)液通過(guò)毛細(xì)作用浸潤(rùn)培養(yǎng) 板1下端的部分區(qū)域，使得培養(yǎng)板1處于半干狀態(tài)。
[0084] 培養(yǎng)液供給裝置9還可包括二氧化碳混入裝置（圖中未示），用于將二氧化碳混入 到培養(yǎng)液中。
[0085] 〈培養(yǎng)系統(tǒng)實(shí)施例2>
[0086] 結(jié)合圖1和圖3說(shuō)明本實(shí)用新型的另一培養(yǎng)系統(tǒng)1000b。圖3示出了本實(shí)用新型 的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)l〇〇〇b。與圖2所示的實(shí)施例類似，培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOb也可包括一個(gè)或 多個(gè)圖1的培養(yǎng)單元101。具體地，培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOb可包括培養(yǎng)板1、固定裝置2、培養(yǎng)液回 收裝置3、供液裝置4、培養(yǎng)液池6、壓力罐11、空氣壓縮氣源12、液位計(jì)13、截止閥14、截止 閥15、減壓閥16、排氣閥17、和壓力表18。
[0087] 圖3的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOb包括培養(yǎng)液循環(huán)裝置％，所述培養(yǎng)液循環(huán)裝置 9b中可選采用空氣壓縮方式。該空氣壓縮方式所用裝置為本領(lǐng)域可選的其他壓力泵替代 裝置，可選但不限于包括壓力罐11、空氣壓縮氣源12、液位計(jì)13以及配套閥門，優(yōu)選截止閥 14、15,減壓閥16等。通過(guò)將在壓力罐11內(nèi)儲(chǔ)備足量培養(yǎng)液的條件下，將循環(huán)裝置9b中其 上游截閥15關(guān)閉，將截止閥14開(kāi)啟，通過(guò)空氣壓縮氣源12使壓力罐11內(nèi)培養(yǎng)液在循環(huán)裝 置9b中輸送至供液裝置4,可選用壓力表18監(jiān)測(cè)，供液裝置4以噴淋、滴漏或滲漏的方式給 培養(yǎng)板1提供培養(yǎng)液，從而使含培養(yǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)液浸潤(rùn)整個(gè)培養(yǎng)板1，培養(yǎng)液回收 裝置3位于培養(yǎng)板1的下方，未被培養(yǎng)板1吸收的培養(yǎng)液流至培養(yǎng)液回收裝置3,培養(yǎng)液回 收裝置3中的培養(yǎng)液通過(guò)管道回流至培養(yǎng)液池6。
[0088] 水牛牛物表面牛長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)的橾作
[0089] 本實(shí)用新型實(shí)施例1的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOa可如下操作：
[0090]-通過(guò)培養(yǎng)液供給裝置9使得供液裝置4具有包含CO2微泡的培養(yǎng)液，供液裝置4 以噴淋、滴漏或滲漏的方式給培養(yǎng)板1提供培養(yǎng)液；
[0091] -使培養(yǎng)板1與培養(yǎng)液回收裝置3中的培養(yǎng)液保持接觸，從而使含CO2微泡的培養(yǎng) 液浸潤(rùn)培養(yǎng)板1 ;
[0092] -在培養(yǎng)板1的表面接種微藻；
[0093] -利用所述光源裝置8照射所述培養(yǎng)板1，并設(shè)置培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOa周圍的環(huán)境濕度 和溫度，溫度通常為20-35°C，濕度在50-80%的范圍，使得微藻生長(zhǎng)。
[0094] 本實(shí)用新型實(shí)施例2的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)IOOOb可如下操作：
[0095] 1.排氣閥17打開(kāi)，截止閥14和截止閥15關(guān)閉，減壓閥16壓力調(diào)至OMPa，減壓閥 16要求在0-1. OMPa范圍內(nèi)可調(diào)；
[0096] 2.在培養(yǎng)液池6中添加一定體積量的培養(yǎng)液；
[0097] 3.打開(kāi)截止閥15,培養(yǎng)液從培養(yǎng)液池6流入壓力罐11，液面在截止閥14相連的管 路入口以下；
[0098] 4.關(guān)閉截止閥15和排氣閥17,打開(kāi)截止閥14,調(diào)整減壓閥16的壓力，壓力罐11 內(nèi)的培養(yǎng)液會(huì)逐漸流入供液裝置4,為培養(yǎng)板1提供微藻所生長(zhǎng)所需要的培養(yǎng)液。其中，根 據(jù)培養(yǎng)板1承載的微藻生長(zhǎng)情況和壓力表18顯示的壓力，將減壓閥16的壓力調(diào)整到適當(dāng) 的值；
[0099] 5.流經(jīng)培養(yǎng)液回收裝置3的培養(yǎng)液返回到培養(yǎng)液池6中，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)液池6中的 成分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如果成分達(dá)不到培養(yǎng)要求，及時(shí)補(bǔ)充相應(yīng)的培養(yǎng)液成分；
[0100] 6.壓力罐11中安裝有低液位檢測(cè)的液位計(jì)13,當(dāng)液位低于設(shè)定的液位后，將排氣 閥17打開(kāi)，截止閥15打開(kāi)，截止閥14關(guān)閉，培養(yǎng)液從培養(yǎng)液池6流入壓力罐11。重復(fù)步驟 3至步驟5的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)培養(yǎng)板1上微藻不間斷供給培養(yǎng)液；
[0101] 7.在培養(yǎng)液浸潤(rùn)整個(gè)培養(yǎng)板1后，在培養(yǎng)板1的表面上接種微藻；
[0102] 8.利用光源裝置8照射培養(yǎng)板1，并設(shè)置培養(yǎng)系統(tǒng)100周圍的環(huán)境濕度和溫度，溫 度通常為20-35°C，濕度在50-80%的范圍，使得水生生物生長(zhǎng)。
[0103] 本實(shí)用新型實(shí)施例2的系統(tǒng)借助壓力表18、減壓閥16以及液位計(jì)13,可以根據(jù)微 藻生長(zhǎng)狀況較為精確地控制培養(yǎng)液的供給量和速度，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制的目的。
[0104] 以下是將本實(shí)用新型的培養(yǎng)單元與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行比較，以進(jìn)一步使本本實(shí)用新型 的技術(shù)效果得到體現(xiàn)：
[0105] 實(shí)施例1本實(shí)用新型培養(yǎng)板及對(duì)照的制備
[0106] 本實(shí)用新型培養(yǎng)板1的制備例：
[0107] 首先，將以1:1的A:B質(zhì)量比混合物質(zhì)A和物質(zhì)B，所述物質(zhì)A為分子篩ZSM-5,具 有約7人的孔徑，在80至KKTC的溫度范圍和常壓范圍處理所述混合物，冷卻成型一個(gè)多孔 板，所得到的多孔板具有約20 μ m的第一孔徑。
[0108] 然后，向上述成型的多孔板的兩側(cè)表面涂刷制膜液C(通過(guò)輥?zhàn)油坎肌娡炕蚪?沒(méi)法處理），C的質(zhì)量不超過(guò)上述成型多孔板總重量的5%，C較佳選擇為含分子篩ZSM-5 的物質(zhì)，在80至KKTC的溫度范圍和常壓條件下，使C在多孔板表面形成具有第二孔徑為 0. 9-1. 1 μ m的超微孔膜。獲得本實(shí)用新型培養(yǎng)板①。
[0109] 或者，向上述成型的多孔板的兩側(cè)表面涂刷制膜液C'（通過(guò)輥?zhàn)油坎?、噴涂或?沒(méi)法處理），C'的質(zhì)量不超過(guò)所述混合物的5%，C'較佳選擇為含分子篩beta的物質(zhì)，在 80至KKTC的溫度范圍和常壓條件下，使C'在多孔板表面形成具有第二孔徑為1. 9-2. 2 μ m 的超微孔膜。獲得本實(shí)用新型培養(yǎng)板②。
[0110] 所述培養(yǎng)板①和②的尺寸均為1米*2米*3厘米。
[0111] 設(shè)置兩組對(duì)照：
[0112] 1)對(duì)照帆布（32支），尺寸與所述培養(yǎng)板1相當(dāng)，夾心層有為海綿吸水材料。
[0113] 2)無(wú)覆膜的對(duì)照多孔板，其制備過(guò)程為：首先，將以1:1的A:B質(zhì)量比混合物質(zhì)A 和物質(zhì)B，所述物質(zhì)A為分子篩ZSM-5,具有約7人的孔徑，在80至100°C的溫度范圍和常壓 范圍處理所述混合物，冷卻成型后，所得多孔板形成具有約20 μ m的第一孔徑。該對(duì)照多孔 板的尺寸與所述培養(yǎng)板1相當(dāng)。
[0114] 實(shí)施例2吸水率比較
[0115] 表1.吸水率比較

【權(quán)利要求】
1. 一種覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板，其特征是，該培養(yǎng)板包括： 一層多孔板，該多孔板由剛性吸水滲水材料制成，該多孔板具有第一孔徑；以及在該多 孔板兩側(cè)分別覆蓋一層超微孔膜，所述超微孔膜具有第二孔徑，其中第二孔徑小于第一孔 徑，所述超微孔膜的第二孔徑的大小能夠防止細(xì)菌或藻進(jìn)入到內(nèi)部，但允許水和無(wú)機(jī)鹽滲 出。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板，其特征是，所述多孔 板具有3?40 ii m的第一孔徑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板，其特征是，所述超微 孔膜是由分子篩beta或分子篩ZSM-5所形成。4. 如權(quán)利要求3所述的覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板，其特征在于，所述超微 孔膜具有〇. 2?3 y m的第二孔徑。5. 如權(quán)利要求1所述的覆膜多孔板結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)板，其特征在于，所述培養(yǎng) 板的表面呈凹凸不平狀。6. -種表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)培養(yǎng)單元，其特征包括： 至少一個(gè)如權(quán)利要求1-5所述的培養(yǎng)板，其表面供附著微藻生長(zhǎng)； 至少一個(gè)供液裝置，所述供液裝置用于向所述培養(yǎng)板提供微藻生長(zhǎng)所需的培養(yǎng)液，所 述培養(yǎng)液被所述的培養(yǎng)板吸收并滲透至該培養(yǎng)板的表面； 至少一個(gè)培養(yǎng)液回收裝置，所述培養(yǎng)液回收裝置設(shè)于所述培養(yǎng)板下端，以將各培養(yǎng)板 下端滲出或未被培養(yǎng)板吸收的培養(yǎng)液收集。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)培養(yǎng)單元，其特征是，所述供液裝置系罩設(shè) 于所述培養(yǎng)板的頂端。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)培養(yǎng)單元，其特征是，所述供液裝置以間隔 方式設(shè)于該培養(yǎng)板的頂端上方位置，所述供液裝置以噴淋、滴漏或滲漏的方式給該培養(yǎng)板 提供培養(yǎng)液。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)單元，其特征是，所述培養(yǎng)單元還包括至少 一個(gè)固定裝置，該固定裝置用于將所述培養(yǎng)板以直立的方式固定于一個(gè)預(yù)定位置。10. -種表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)，該培養(yǎng)系統(tǒng)包括： 一個(gè)由權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的培養(yǎng)單元所組成的陣列，以及 用于向所述陣列中的培養(yǎng)單元的供液裝置提供培養(yǎng)液的培養(yǎng)液供給裝置； 其中，所述培養(yǎng)液供給裝置包括培養(yǎng)液池、和循環(huán)動(dòng)力裝置，所述培養(yǎng)液池用于儲(chǔ)存培 養(yǎng)液，所述循環(huán)動(dòng)力裝置用于將所述培養(yǎng)液池中的培養(yǎng)液輸送至各該供液裝置。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征是，所述循環(huán)動(dòng)力裝置為一 個(gè)泵，該泵設(shè)于該培養(yǎng)液池連接至各該供液裝置的管路上。12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征是，所述培養(yǎng)液供給裝 置還包括一個(gè)二氧化碳的混入裝置，所述混入裝置將二氧化碳混入至所述的培養(yǎng)液培養(yǎng)池 中。13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征是，所述循環(huán)動(dòng)力裝置包括 一個(gè)壓力罐、一個(gè)空氣壓縮氣源，其中該壓力罐與該培養(yǎng)池連接，該培養(yǎng)池中的培養(yǎng)液輸入 至該壓力罐中暫存，該空氣壓縮氣源連接至該壓力罐，用于對(duì)壓力罐內(nèi)部進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，該 壓力罐的通過(guò)管道連接至各該供液裝置，開(kāi)啟該空氣壓縮氣源對(duì)該壓力罐增壓，使壓力罐 內(nèi)的培養(yǎng)液輸送至各該供液裝置。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征是，該壓力罐連接一個(gè)液位 計(jì)，該空氣壓縮氣源連接至該壓力罐的管路上設(shè)有截止閥、減壓閥，該壓力罐連接至各該供 液裝置的管路上設(shè)有一個(gè)壓力表。15. 根據(jù)權(quán)利要求10或11或13所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征是，所述培養(yǎng)液回 收裝置將該培養(yǎng)板下端滲出或未被該培養(yǎng)板吸收的培養(yǎng)液收集并通過(guò)管路返回至培養(yǎng)液 池。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征是，所述培養(yǎng)板與培養(yǎng)液回 收裝置中的培養(yǎng)液接觸，使培養(yǎng)液回收裝置中的培養(yǎng)液通過(guò)毛細(xì)作用浸潤(rùn)該培養(yǎng)板的下部 的部分區(qū)域。17. 根據(jù)權(quán)利要求10或11或13所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征是，所述培養(yǎng)單元 為至少兩個(gè)，相鄰培養(yǎng)單元之間設(shè)置有光源裝置，該光源裝置與所述培養(yǎng)單元平行地設(shè)置； 或者，所述各培養(yǎng)單元平行放置形成陣列，而將一光源裝置設(shè)于該陣列的一側(cè)，與各該培養(yǎng) 單元垂直。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的表面生長(zhǎng)式培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征是，所述光源為自然光或人 工光源，所述人工光源為雙面光源或單面光源。
【文檔編號(hào)】C12M1-00GK204298382SQ201420642737
【發(fā)明者】胡強(qiáng), 遲慶雷, 喻正保 [申請(qǐng)人]國(guó)家開(kāi)發(fā)投資公司, 中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院