本發(fā)明涉及微藻生物領(lǐng)域，具體地，涉及一種單針藻的養(yǎng)殖方法。
背景技術(shù)：
：單針藻(Monoraphidium)是一種單細胞綠藻，具有不規(guī)則的紡錘體形狀，細胞長12-26μm，寬4-8μm，易于在淡水中繁殖，在積累生物量的同時，消耗一定量的二氧化碳，有利于環(huán)境的凈化保護。此外，單針藻中的生物質(zhì)富含油脂，油脂含量可達細胞干重的30％左右，可以作為生物能源的潛在來源。同時單針藻中還含有豐富的類β-胡蘿卜素、維生素以及碳水化合物，具有很高的附加值。因此，單針藻的大規(guī)模養(yǎng)殖具有很重要的意義。但是，單針藻的大規(guī)模培養(yǎng)和生產(chǎn)技術(shù)的研究卻還很少。其中，專利申請CN103555584A和CN103540533A提供了兩種單針藻藻種，并公開了所提供藻種的養(yǎng)殖方法，單針藻油脂含量最高可以達到30.4％。采用指定的培養(yǎng)基進行開放式養(yǎng)殖，通過加入稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值以及加入絮凝劑絮凝采收。但加入絮凝劑后藻液的分離清液難于重復(fù)利用，養(yǎng)殖成本較高。同時，廢水排放大，有一定的環(huán)境污染。專利申請CN104073437A公開了一種單針藻的養(yǎng)殖方法，采用開放式養(yǎng)殖，可以利用含量0.03-35％二氧化碳的混合氣體，需要利用絮凝劑和通過調(diào)節(jié)pH值到酸性使得單針藻沉淀，進而實現(xiàn)單針藻的離心分離。但該方法同樣由于加入絮凝劑導(dǎo)致采收后分離液難于重復(fù)利用、養(yǎng)殖成本較高、并會造成一定的環(huán)境污染。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種單針藻的養(yǎng)殖方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)單針藻的連續(xù)養(yǎng)殖，養(yǎng)殖過程操作穩(wěn)定，質(zhì)量控制容易，單針藻油脂含量高，且在養(yǎng)殖過程中所有培養(yǎng)液都可以回收利用，養(yǎng)殖成本低且不會產(chǎn)生廢液排放和環(huán)境污染的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種單針藻的養(yǎng)殖方法，該方法包括：(1)將單針藻進行生物量增長階段的培養(yǎng)；(2)當(dāng)培養(yǎng)至藻液的OD680值為0.01-10時，將藻液進行分離，得到分離清液I和單針藻藻泥，分離清液I返回至步驟(1)中回用；(3)將步驟(2)得到的單針藻藻泥進行油脂積累階段的培養(yǎng)，所述培養(yǎng)的方式為氮饑餓脅迫培養(yǎng)；(4)脅迫培養(yǎng)5-10天后進行分離，得到分離清液II和油脂積累的單針藻，分離清液II返回至步驟(3)中回用；(5)將油脂積累的單針藻干燥得到單針藻產(chǎn)品。本發(fā)明的方法，為一種單針藻生物量增長培養(yǎng)和油脂積累培養(yǎng)的連續(xù)生產(chǎn)的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)單針藻的連續(xù)養(yǎng)殖，養(yǎng)殖過程操作穩(wěn)定，質(zhì)量控制容易，本發(fā)明方法養(yǎng)殖的單針藻的油脂含量高，且在養(yǎng)殖過程中所有培養(yǎng)液都可以回收利用，養(yǎng)殖成本低且不會產(chǎn)生廢液排放和環(huán)境污染的問題。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施方式以下對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種單針藻的養(yǎng)殖方法，所述方法包括：(1)將單針藻進行生物量增長階段的培養(yǎng)；(2)當(dāng)培養(yǎng)至藻液的OD680值為0.01-10時，將藻液進行分離，得到分 離清液I和單針藻藻泥，分離清液I返回至步驟(1)中回用；(3)將步驟(2)得到的單針藻藻泥進行油脂積累階段的培養(yǎng)，所述培養(yǎng)的方式為氮饑餓脅迫培養(yǎng)；(4)脅迫培養(yǎng)5-10天后進行分離，得到分離清液II和油脂積累的單針藻，分離清液II返回至步驟(3)中回用；(5)將油脂積累的單針藻干燥得到單針藻產(chǎn)品。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，步驟(1)在生物量增長養(yǎng)殖器中進行，生物量增長養(yǎng)殖器為開放式光生物反應(yīng)器或封閉式光生物反應(yīng)器。對于開放式光生物反應(yīng)器和封閉式光生物反應(yīng)器沒有特別的限定，可以分別為本領(lǐng)域常用的各種開放式光生物反應(yīng)器和封閉式光生物反應(yīng)器。例如開放式光生物反應(yīng)器可以為跑道式光生物反應(yīng)器或箱體式光生物反應(yīng)器；開放式光生物反應(yīng)器的材質(zhì)可以為金屬、水泥、無機玻璃、有機玻璃或塑料，塑料可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯等。優(yōu)選地，開放式光生物反應(yīng)器為透明聚丙烯箱體或水泥跑道池。封閉式光生物反應(yīng)器可以為鼓泡式光生物反應(yīng)器、氣升式光生物反應(yīng)器、攪拌式光生物反應(yīng)器等；封閉式光生物反應(yīng)器的材質(zhì)可以為無機玻璃、有機玻璃或透明塑料，透明塑料可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯等。優(yōu)選地，封閉式光生物反應(yīng)器為自清潔的鼓泡式聚氯乙烯光生物反應(yīng)器。本發(fā)明方法中，對于單針藻藻種和培養(yǎng)液沒有特別的限定，可以分別為本領(lǐng)域常用的各種單針藻藻種和培養(yǎng)液，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再贅述。本發(fā)明方法中，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在實際的單針藻培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)溫度、光照強度和培養(yǎng)液的pH值往往無法控制在一個精確的點值，而是在一個范圍內(nèi)進行波動。優(yōu)選情況下，步驟(1)中，培養(yǎng)的條件包括：溫度為15-35℃，光照強度為1000-15000Lux，pH值為5-14，進一步 優(yōu)選為8-12。其中，培養(yǎng)的條件還包括：在培養(yǎng)過程中通入的碳源為含有二氧化碳的氣體，氣體中二氧化碳的含量為0.03-30重量％，優(yōu)選為1-25重量％，進一步優(yōu)選為5-15重量％。在進行光照時，光源可以為自然光，也可以為人造光源(如LED光源)，優(yōu)選為自然光。含有二氧化碳的氣體可以為高純二氧化碳或工業(yè)過程排放的含有二氧化碳的氣體，工業(yè)過程排放的含有二氧化碳的氣體可以包括電廠和煉廠排放的含有二氧化碳的氣體。優(yōu)選地，含有二氧化碳的氣體為高純二氧化碳或者煉廠制氫尾氣。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，含有二氧化碳的氣體在進入到單針藻養(yǎng)殖器前需進行凈化除去固體顆粒物并進行冷卻。本發(fā)明方法中，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，生物量增長養(yǎng)殖器的數(shù)目應(yīng)與油脂積累養(yǎng)殖器中單針藻的生長周期、采收周期、采收數(shù)量、單針藻積累油脂的生長周期相匹配，其中，單針藻生物量增長養(yǎng)殖器可以是1個，也可以是多個并聯(lián)操作。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，步驟(2)中，培養(yǎng)至藻液的OD680值為0.05-5，進一步優(yōu)選為0.1-5，更優(yōu)選為0.1-3。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，步驟(2)中，將全部藻液轉(zhuǎn)移至分離與儲運裝置中進行分離。本發(fā)明方法中，步驟(2)中，對于將藻液轉(zhuǎn)移至分離與儲運裝置中的方式?jīng)]有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常用的各種轉(zhuǎn)移的方式。其中，轉(zhuǎn)移的方式優(yōu)選為重力轉(zhuǎn)移、溢流轉(zhuǎn)移、虹吸轉(zhuǎn)移或者壓力輸送轉(zhuǎn)移，進一步優(yōu)選為壓力輸送轉(zhuǎn)移，如用蠕動泵進行壓力輸送轉(zhuǎn)移。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，步驟(2)中，分離的方式為離心分離、過濾分離或者重力沉降分離，進一步優(yōu)選為過濾分離。過濾分離的方式可以為常壓過濾分離、加壓過濾分離和真空抽濾分離，優(yōu)選為真空抽濾分離。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，分離與儲運裝置為圓柱形分離空塔，所述 圓柱形分離空塔的高徑比為1-10:1，進一步優(yōu)選為1.5-5:1，且所述圓柱形分離空塔的底部安裝有過濾介質(zhì)。對于過濾介質(zhì)沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常用的各種過濾介質(zhì)，優(yōu)選情況下，過濾介質(zhì)為玻砂、濾布或濾紙，進一步優(yōu)選為玻砂；過濾介質(zhì)的孔徑為1-60μm，進一步優(yōu)選為10-30μm。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，圓柱形分離空塔設(shè)置有攪拌器，進一步優(yōu)選地，攪拌器為錨式攪拌器、框式攪拌器或螺帶式攪拌器，更進一步優(yōu)選為框式攪拌器。本發(fā)明方法中，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，分離與儲運裝置的數(shù)目視生物量增長養(yǎng)殖器和油脂積累養(yǎng)殖器中的培養(yǎng)液的體積而定，可以是1個，也可以是多個并聯(lián)操作。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，將分離清液I返回至步驟(1)中回用的方式包括：將分離清液I與補充的(新鮮的)培養(yǎng)液在介質(zhì)罐中混合后返回至生物量增長養(yǎng)殖器。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，步驟(3)在油脂積累養(yǎng)殖器中進行，油脂積累養(yǎng)殖器為開放式光生物反應(yīng)器或封閉式光生物反應(yīng)器，優(yōu)選為開放式光生物反應(yīng)器。對于開放式光生物反應(yīng)器和封閉式光生物反應(yīng)器沒有特別的限定，可以分別為本領(lǐng)域常用的各種開放式光生物反應(yīng)器和封閉式光生物反應(yīng)器。例如開放式光生物反應(yīng)器可以為跑道式光生物反應(yīng)器或箱體式光生物反應(yīng)器；開放式光生物反應(yīng)器的材質(zhì)可以為金屬、水泥、無機玻璃、有機玻璃或塑料，塑料可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯等。優(yōu)選地，開放式光生物反應(yīng)器為透明聚丙烯箱體或水泥跑道池。封閉式光生物反應(yīng)器可以為鼓泡式光生物反應(yīng)器、氣升式光生物反應(yīng)器、攪拌式光生物反應(yīng)器等；封閉式光生物反應(yīng)器的材質(zhì)可以為無機玻璃、有機玻璃或透明塑料，透明塑料可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯等。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，步驟(3)中，單針藻藻泥與分離清液II 在分離與儲運裝置中混合后轉(zhuǎn)移至油脂積累養(yǎng)殖器中進行油脂積累階段的培養(yǎng)。進一步優(yōu)選地，轉(zhuǎn)移至油脂積累養(yǎng)殖器中的方式為虹吸轉(zhuǎn)移、真空轉(zhuǎn)移或者壓力輸送轉(zhuǎn)移，更進一步優(yōu)選為壓力輸送轉(zhuǎn)移，如用蠕動泵進行壓力輸送轉(zhuǎn)移。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，步驟(3)中，在將單針藻藻泥與分離清液II在分離與儲運裝置中混合之前，用去離子水洗滌單針藻藻泥，并將洗滌液返回至步驟(1)中回用。對于洗滌的具體方式?jīng)]有的限定，只要能夠?qū)Ψ蛛x與儲運裝置中的單針藻藻泥進行洗滌即可，優(yōu)選地，洗滌的次數(shù)為1-5次，進一步優(yōu)選為3-4次；每次洗滌所用的去離子水的體積為洗滌的單針藻藻泥體積的1-5倍，優(yōu)選為3-4倍。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，將洗滌液返回至步驟(1)中回用的方式包括：將洗滌液與補充的(新鮮的)培養(yǎng)液在介質(zhì)罐中混合后返回至生物量增長養(yǎng)殖器。本發(fā)明方法中，對于脅迫單針藻積累油脂的方式?jīng)]有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常用的各種方式。步驟(3)中，氮饑餓脅迫培養(yǎng)可以通過減少油脂積累階段的培養(yǎng)液中氮含量來實現(xiàn)，優(yōu)選地，油脂積累階段的培養(yǎng)液中氮含量為生物量增長階段的培養(yǎng)液中氮含量的0-99％，進一步優(yōu)選為0-30％，更進一步優(yōu)選為0。所述培養(yǎng)液中的氮優(yōu)選為硝酸鈉。優(yōu)選情況下，除硝酸鈉以外，油脂積累階段培養(yǎng)使用的培養(yǎng)液與生物量增長階段培養(yǎng)使用的培養(yǎng)液相同。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，培養(yǎng)的條件包括：pH值為5-12，溫度為24-30℃，光照強度為1000-15000Lux。本發(fā)明方法中，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，油脂積累養(yǎng)殖器的數(shù)目應(yīng)與生物量增長養(yǎng)殖器中單針藻的養(yǎng)殖體積和生長周期相匹配，可以是1個，也可以是多個并聯(lián)操作。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，步驟(4)中，分離的方式為離心分離、過濾分離或重力沉降分離，進一步優(yōu)選為過濾分離。本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，將分離清液II返回至步驟(3)中回用的方式包括：將分離清液II通過泵輸送到分離與儲運裝置，同分離出的單針藻藻泥混合均勻。進一步優(yōu)選地，通過蠕動泵輸送分離清液II。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，為了方便分離清液II的回用，可以將分離清液II先儲存于清液罐中備用。本發(fā)明方法中，步驟(5)中，可以先將油脂積累的單針藻送至濃縮罐中再進行干燥。對于干燥的方式?jīng)]有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常用的各種干燥方式，優(yōu)選情況下，干燥的方式為自然干燥、真空干燥或噴霧干燥，進一步優(yōu)選為旋風(fēng)噴霧干燥。實施例以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但本發(fā)明不僅限于此。在實施例和對比例中，單針藻購自中科院武漢水生生物研究所。藻液的光密度值(OD值)測定：光密度值用分光光度計測定，以蒸餾水作對照，測定藻液在波長680nm處的吸光值，作為藻液濃度的指標。培養(yǎng)時BG11培養(yǎng)基的成份見表1-表2，在BG11培養(yǎng)基中NaNO3為氮源。表1BG11培養(yǎng)基組分含量，mg/LK2HPO4·3H2O40NaNO31500Na2CO320MgSO4·7H2O75CaCl2·2H2O36檸檬酸6檸檬酸鐵銨6EDTA-2Na1微量元素A51表2微量元素A5組分組成，mg/LH3BO32860MnCl2·4H2O1810ZnSO4·7H2O222CuSO4·5H2O79NaMoO4·5H2O390Co(NO3)2·6H2O50煉廠制氫尾氣為中國石化公司石家莊煉化分公司的煉廠制氫尾氣，二氧化碳的含量為15-20重量％，使用前進行凈化除去固體顆粒物并進行冷卻。封閉式光生物反應(yīng)器為聚氯乙烯薄膜袋，直徑為220mm、高為1500mm、容積為35L，無內(nèi)導(dǎo)流筒。開放式跑道池光生物反應(yīng)器為水泥跑道池，受光面積為50m2。單針藻的養(yǎng)殖速率(g/m2/d)＝單針藻干重/單針藻生物量增長階段的受光面積/單針藻生物量增長階段的養(yǎng)殖時間。分離與儲運裝置為一個100L的底部帶有玻砂過濾介質(zhì)的有機玻璃圓柱形分離空塔，高徑比為2:1，框式攪拌，帶有從頂部插入到底部的輸送管，并與油脂積累養(yǎng)殖器連接，輸送管的直徑為10mm，玻砂的規(guī)格為G3，孔徑 為15-30μm。實施例1本實施例用于說明利用封閉式光生物反應(yīng)器養(yǎng)殖單針藻的方法。本實施例中，單針藻生物量增長階段的培養(yǎng)和油脂積累階段的培養(yǎng)均在封閉式光生物反應(yīng)器中進行。其中，生物量增長階段培養(yǎng)的封閉式光生物反應(yīng)器為1個，油脂積累階段培養(yǎng)的封閉式光生物反應(yīng)器為1個，分離與儲運裝置為1個。培養(yǎng)液由硝酸鈉、碳酸氫鈉和BG11培養(yǎng)基復(fù)合組成，每升培養(yǎng)液中硝酸鈉的含量為0.02mol，碳酸氫鈉的含量為0.1mol。(1)單針藻的一級培養(yǎng)將單針藻藻種接種到裝有1000mL培養(yǎng)液的2000mL三角瓶中，接種單針藻藻種后培養(yǎng)液的OD680值為0.015。在20-30℃、1800-2200Lux、pH值10-12下培養(yǎng)藻液至OD680值為3.3，備用。培養(yǎng)過程中pH值由高純二氧化碳調(diào)節(jié)。(2)在1個封閉式光生物反應(yīng)器中進行單針藻生物量增長階段的培養(yǎng)：封閉式光生物反應(yīng)器消毒后加入28L培養(yǎng)液和一級培養(yǎng)的單針藻藻種，培養(yǎng)液的初始OD680值為0.1。煉廠制氫尾氣從封閉式光生物反應(yīng)器底部通過氣石分散以鼓泡形式進入，并產(chǎn)生攪動、混合，進氣流量為200L/h。在20-24℃、光照強度1800-5000Lux、pH值8-10下培養(yǎng)，pH值通過煉廠制氫尾氣的進氣流量控制。(3)單針藻分離與轉(zhuǎn)移：培養(yǎng)15天后培養(yǎng)液的OD680值達到3.1，通過蠕動泵壓力輸送轉(zhuǎn)移的方式將單針藻藻液從步驟(2)的封閉式光生物反應(yīng)器中全部轉(zhuǎn)移至分離與儲運裝置。經(jīng)過玻砂過濾，得到分離清液I和單針藻藻泥，分離清液I進入培養(yǎng)液介質(zhì)罐中，然后用去離子水洗滌分離得到的 單針藻藻泥3次，每次用水5L，洗滌液進入培養(yǎng)液介質(zhì)罐中，并補充BG11培養(yǎng)基和硝酸鈉至前述培養(yǎng)液的相應(yīng)含量，此時混合液的OD值為1.1。然后將混合液經(jīng)過蠕動泵再進入步驟(2)的封閉式光生物反應(yīng)器中，繼續(xù)單針藻生物量增長階段的培養(yǎng)。28L液體由清液罐經(jīng)泵送入分離與儲運裝置，與過濾得到的單針藻藻泥混合，混合均勻后，混合液由蠕動泵經(jīng)輸送管壓力輸送轉(zhuǎn)移進入單針藻油脂積累養(yǎng)殖器。(4)在1個油脂積累養(yǎng)殖器，即封閉式光生物反應(yīng)器中進行單針藻油脂的積累：混合液壓力輸送轉(zhuǎn)移至封閉式光生物反應(yīng)器后，以不含硝酸鈉的培養(yǎng)液進行培養(yǎng)以積累油脂。培養(yǎng)時溫度為28-32℃，光照強度為1000-5000Lux，pH值為8-12。煉廠制氫尾氣從封閉式光生物反應(yīng)器底部通過氣石分散以鼓泡形式進入，并產(chǎn)生攪動、混合，煉廠制氫尾氣的進氣量為200L/h，pH值通過煉廠制氫尾氣的進氣流量控制。培養(yǎng)5天后停止進氣，靜置分離，得到分離清液II和油脂積累的單針藻，分離清液II進入清液罐，油脂積累的單針藻進入濃縮罐并經(jīng)過真空干燥后得到單針藻藻粉。按單針藻生物量增長階段培養(yǎng)液的總體積計，單針藻養(yǎng)殖速率為12g/m2/d，得到的單針藻中油脂含量為36.6％。實施例2本實施例用于說明利用開放式光生物反應(yīng)器養(yǎng)殖單針藻的方法。本實施例中，單針藻生物量增長階段的培養(yǎng)和油脂積累階段的培養(yǎng)均在開放式跑道池光生物反應(yīng)器中進行。其中，生物量增長階段培養(yǎng)的開放式跑道池光生物反應(yīng)器為1個，油脂積累階段培養(yǎng)的開放式跑道池光生物反應(yīng)器為1個，分離與儲運裝置為1個。培養(yǎng)液由硝酸鈉、碳酸氫鈉和BG11培養(yǎng)基復(fù)合組成，每升培養(yǎng)液中硝酸鈉的含量為0.02mol，碳酸氫鈉的含量為0.1mol。(1)單針藻的一級培養(yǎng)將單針藻藻種接種到裝有1000mL培養(yǎng)液的2000mL三角瓶中，接種單針藻藻種后培養(yǎng)液的OD680值為0.015。在20-30℃、1800-2200Lux、pH值10-12下培養(yǎng)藻液至OD680值為3.3，備用。培養(yǎng)過程中pH值由高純二氧化碳調(diào)節(jié)。(2)在1個開放式跑道池光生物反應(yīng)器中進行單針藻生物量增長階段的培養(yǎng)：在開放式跑道池光生物反應(yīng)器中加入10000L培養(yǎng)液和一級培養(yǎng)的單針藻藻種，培養(yǎng)液的初始OD680值為0.07。煉廠制氫尾氣從上面進入培養(yǎng)液中，通過分散器鼓泡形式進入跑道池，進氣流量為2000L/h。在22-25℃、光照強度1800-5000Lux、pH值10-12下培養(yǎng)，pH值通過煉廠制氫尾氣的進氣流量控制。(3)單針藻分離與轉(zhuǎn)移：培養(yǎng)15天后培養(yǎng)液的OD680值達到1.6，通過蠕動泵將單針藻藻液從步驟(2)的開放式跑道池光生物反應(yīng)器中全部轉(zhuǎn)移至分離與儲運裝置。經(jīng)過玻砂過濾，得到分離清液I和單針藻藻泥，分離清液I進入培養(yǎng)液介質(zhì)罐中，然后用去離子水洗滌分離得到的單針藻藻泥4次，每次用水100L，洗滌液進入培養(yǎng)液介質(zhì)罐中，并補充BG11培養(yǎng)基和硝酸鈉至前述培養(yǎng)液的相應(yīng)含量，此時混合液的OD值為0.53。然后將混合液經(jīng)過蠕動泵再進入步驟(2)的開放式跑道池光生物反應(yīng)器中，繼續(xù)單針藻生物量增長階段的培養(yǎng)。80L液體由清液罐經(jīng)泵送入分離與儲運裝置，與過濾得到的單針藻藻泥混合，混合均勻后，混合液經(jīng)過輸送管進入油脂積累養(yǎng)殖器，同時補充清液罐中的清液至10000L。(4)在1個油脂積累養(yǎng)殖器，即開放式跑道池光生物反應(yīng)器中進行單針藻油脂的積累：混合液虹吸轉(zhuǎn)移至開放式跑道池光生物反應(yīng)器后，以不含硝酸鈉的培養(yǎng)液進行培養(yǎng)以積累油脂。培養(yǎng)時溫度為22-25℃，光照強度為1800-5000Lux，pH值為10-12。煉廠制氫尾氣通過分散器鼓泡形式進入開放 式跑道池光生物反應(yīng)器，并產(chǎn)生攪動、混合，煉廠制氫尾氣的進氣量為600L/h，pH值通過煉廠制氫尾氣的進氣流量控制。培養(yǎng)6天后停止進氣，離心分離，得到分離清液II和油脂積累的單針藻，分離清液II進入清液罐，油脂積累的單針藻進入濃縮罐并經(jīng)過旋風(fēng)噴霧干燥后得到單針藻藻粉。按單針藻生物量增長階段培養(yǎng)液的總體積計，單針藻的養(yǎng)殖速率為10.5g/m2/d，得到的單針藻中油脂的含量為31.7％。實施例3本實施例用于說明利用復(fù)合式光生物反應(yīng)器養(yǎng)殖單針藻的方法。本實施例中，單針藻生物量增長階段的培養(yǎng)在封閉式光生物反應(yīng)器中進行，油脂積累階段的培養(yǎng)在開放式跑道池光生物反應(yīng)器中進行。其中，生物量增長階段培養(yǎng)的封閉式光生物反應(yīng)器為10個，油脂積累階段培養(yǎng)的開放式跑道池光生物反應(yīng)器為1個，分離與儲運裝置為1個。培養(yǎng)液由硝酸鈉、碳酸氫鈉和BG11培養(yǎng)基復(fù)合組成，每升培養(yǎng)液中硝酸鈉的含量為0.02mol，碳酸氫鈉的含量為0.1mol。(1)單針藻的一級培養(yǎng)將單針藻藻種接種到裝有1000mL培養(yǎng)液的2000mL三角瓶中，接種單針藻藻種后培養(yǎng)液的OD680值為0.015。在20-30℃、1800-2200Lux、pH值10-12下培養(yǎng)藻液至OD680值為3.3，備用。培養(yǎng)過程中pH值由高純二氧化碳調(diào)節(jié)。(2)在10個并聯(lián)的封閉式光生物反應(yīng)器中進行單針藻生物量增長階段的培養(yǎng)：在每個封閉式光生物反應(yīng)器中加入28L培養(yǎng)液和一級培養(yǎng)的單針藻藻種，培養(yǎng)液的初始OD680值為0.12。煉廠制氫尾氣從封閉式光生物反應(yīng)器的底部通過氣石分散以鼓泡形式進入，并產(chǎn)生攪動、混合，進氣流量為200L/h。在20-25℃、光照強度1800-5000Lux、pH值9-11下培養(yǎng)，pH值通 過煉廠制氫尾氣的進氣流量控制。(3)單針藻分離與轉(zhuǎn)移：培養(yǎng)15天后各封閉式光生物反應(yīng)器中的培養(yǎng)液的OD680值達到3-4，通過虹吸轉(zhuǎn)移的方式將單針藻藻液從步驟(2)的10個封閉式光生物反應(yīng)器中全部轉(zhuǎn)移至分離與儲運裝置。經(jīng)過玻砂過濾，得到分離清液I和單針藻藻泥，分離清液I進入培養(yǎng)液介質(zhì)罐中，然后用去離子水洗滌分離得到的單針藻藻泥3次，每次用水50L，洗滌液進入培養(yǎng)液介質(zhì)罐中，并補充BG11培養(yǎng)基和硝酸鈉至前述培養(yǎng)液的相應(yīng)含量，此時混合液的OD值為0.75。然后將混合液經(jīng)過蠕動泵再分別進入步驟(2)的10個封閉式光生物反應(yīng)器中，繼續(xù)單針藻生物量增長階段的培養(yǎng)。80L液體由清液罐經(jīng)泵送入分離與儲運裝置，與過濾得到的單針藻藻泥混合，混合均勻后，混合液由蠕動泵經(jīng)輸送管壓力輸送轉(zhuǎn)移進入油脂積累養(yǎng)殖器，同時補充清液罐中的清液至300L。(4)在1個油脂積累養(yǎng)殖器，即開放式跑道池光生物反應(yīng)器中進行單針藻油脂的積累：混合液壓力輸送轉(zhuǎn)移至開放式跑道池光生物反應(yīng)器后，以不含硝酸鈉的培養(yǎng)液進行培養(yǎng)以積累油脂。培養(yǎng)時溫度為20-25℃，光照強度為1800-5000Lux，pH值為10-12。煉廠制氫尾氣通過分散器鼓泡形式進入開放式跑道池光生物反應(yīng)器，并產(chǎn)生攪動、混合，煉廠制氫尾氣的進氣量為600L/h，pH值通過煉廠制氫尾氣的進氣流量控制。培養(yǎng)5天后停止進氣，玻砂過濾分離，得到分離清液II和油脂積累的單針藻，分離清液II進入清液罐，油脂積累的單針藻進入濃縮罐并經(jīng)過旋風(fēng)噴霧干燥后得到單針藻藻粉。按單針藻生物量增長階段培養(yǎng)液的總體積計，單針藻的養(yǎng)殖速率為11g/m2/d，得到的單針藻中油脂的含量為30.8％。對比例1本對比例用于說明利用單一的開放式光生物反應(yīng)器養(yǎng)殖單針藻的方法。培養(yǎng)液由硝酸鈉、碳酸氫鈉和BG11培養(yǎng)基復(fù)合組成，每升培養(yǎng)液中硝酸鈉的含量為0.02mol，碳酸氫鈉的含量為0.1mol。(1)單針藻的一級培養(yǎng)將單針藻藻種接種到裝有1000mL培養(yǎng)液的2000mL三角瓶中，接種單針藻藻種后培養(yǎng)液的OD680值為0.015。在20-30℃、1800-2200Lux、pH值10-12下培養(yǎng)藻液至OD680值為3.3，備用。培養(yǎng)過程中pH值由高純二氧化碳調(diào)節(jié)。(2)在開放式跑道池光生物反應(yīng)器中加入10000L培養(yǎng)液和一級培養(yǎng)的單針藻藻種，培養(yǎng)液初始OD值為0.07。煉廠制氫尾氣從上面進入培養(yǎng)液中，通過分散器鼓泡形式進入跑道池，進氣流量2000L/h。在22-25℃、光照強度1800-5000Lux、pH值8-12下培養(yǎng)，pH值通過煉廠制氫尾氣的進氣流量控制。培養(yǎng)18天后培養(yǎng)液的OD680值達到1.2，通過蠕動泵輸送離心采收，得到離心液和單針藻藻泥，單針藻藻泥經(jīng)過旋風(fēng)噴霧干燥后得到單針藻藻粉。離心液進入培養(yǎng)液介質(zhì)罐，并補充BG11培養(yǎng)基和硝酸鈉至前述培養(yǎng)液的相應(yīng)含量，此時混合液的OD值為0.1。然后將混合液經(jīng)過蠕動泵送回至開放式跑道池光生物反應(yīng)器中，繼續(xù)單針藻養(yǎng)殖。按培養(yǎng)液的體積計，單針藻的養(yǎng)殖速率為0.9g/m2/d，得到的單針藻中油脂的含量為22％。本發(fā)明的單針藻的養(yǎng)殖方法，能夠?qū)崿F(xiàn)單針藻的連續(xù)養(yǎng)殖，養(yǎng)殖過程操作穩(wěn)定，質(zhì)量控制容易，單針藻油脂含量高，且在養(yǎng)殖過程中所有培養(yǎng)液都可以回收利用，養(yǎng)殖成本低且不會產(chǎn)生廢液排放和環(huán)境污染的問題。以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁1 2 3