本發(fā)明屬于可再生生物質(zhì)能源領(lǐng)域，尤其涉及一種新型的組合式微藻培養(yǎng)采收裝置和方法。
背景技術(shù)：
微藻作為一種具有潛力的新型可再生生物質(zhì)能源，具有光合效率高、零凈碳值、易培養(yǎng)等優(yōu)點。如何有效的利用微藻的生物質(zhì)能源，是目前國內(nèi)外研究的熱點之一。微藻的高效培養(yǎng)富集是其中很重要的一個研究內(nèi)容。微藻的懸浮態(tài)培養(yǎng)常見的是培養(yǎng)池培養(yǎng)和封閉式的光生物反應(yīng)器。開放式的培養(yǎng)池存在培養(yǎng)液中溶解的CO2供給不足，微藻培養(yǎng)效率較低，培養(yǎng)過程易發(fā)生污染等問題，而封閉式的光生物反應(yīng)器培養(yǎng)能較好的克服開放式培養(yǎng)的缺點。研究者們設(shè)計出了各式各樣的光生物反應(yīng)器，主要包括平板式、柱式和管道式等。然而，平板式微藻光反應(yīng)器存在溫度不易控制，反應(yīng)器表面易滋生藻類等缺點；柱式反應(yīng)器則存在光照表面積小，放大規(guī)模時光效率會降低的問題；管式反應(yīng)器則存在溫度控制，管直徑擴(kuò)大內(nèi)部出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象的問題。此外，運(yùn)行維護(hù)成本高，采收成本高等問題也限制了上述反應(yīng)器高效化和規(guī)?；陌l(fā)展。因此，簡單高效的微藻培養(yǎng)和采收裝置的研究設(shè)計具有深遠(yuǎn)的社會經(jīng)濟(jì)效益。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種新型的組合式微藻培養(yǎng)采收裝置和方法。
一種組合式微藻培養(yǎng)采收裝置,包括LED光源、微藻培養(yǎng)槽、二氧化碳曝氣裝置和營養(yǎng)液連續(xù)流裝置，所述的LED光源為可見光源，所述的微藻培養(yǎng)槽為無頂蓋的長方形槽，在微藻培養(yǎng)槽的一側(cè)固定LED陣列光源，微藻培養(yǎng)槽內(nèi)置微藻培養(yǎng)袋，所述的二氧化碳曝氣裝置通過曝氣管均勻的曝入微藻培養(yǎng)槽底部；所述的營養(yǎng)液供給裝置通過微藻培養(yǎng)槽底部的小孔注入微藻培養(yǎng)槽中，微藻培養(yǎng)槽中的廢液經(jīng)培養(yǎng)槽上方的出水管流入廢液罐，連續(xù)培養(yǎng)7-14天之后，可將微藻培養(yǎng)袋提出，將水從膜袋上方的開口處抽出，即可得到富集的微藻，而將消毒后重新接種藻種的培養(yǎng)袋放入微藻培養(yǎng)槽中，可連續(xù)培養(yǎng)微藻。
所述的二氧化碳曝氣裝置包括二氧化碳?xì)馄?，減壓閥和氣體流量計組成，二氧化碳?xì)馄康某隹谠O(shè)有減壓閥，減壓閥的出口設(shè)有氣體流量計，氣體流量計的輸出口通過管道通入微藻培養(yǎng)槽的底部，通過曝氣管均勻的曝入。
所述的營養(yǎng)液供給裝置包括營養(yǎng)液儲液罐、營養(yǎng)液和蠕動泵，營養(yǎng)液儲液罐中的營養(yǎng)液經(jīng)蠕動泵緩慢的通過微藻培養(yǎng)槽底部的小孔注入微藻培養(yǎng)槽中。
所述的LED光源強(qiáng)度為2000lux。
一種組合式微藻培養(yǎng)采收裝置的培養(yǎng)采收方法,該方法包括以下步驟：
(1)、將小球藻種在無菌臺上接種入微藻培養(yǎng)袋中，并置于微藻培養(yǎng)槽中；
(2)、打開二氧化碳鋼瓶的減壓閥，通過曝氣管將二氧化碳從微藻培養(yǎng)槽底部通入，通過氣體流量計控制二氧化碳?xì)饬髁繛?0ml/min-40ml/min；
(3)、將配置好的BG11微藻的營養(yǎng)鹽溶液放入儲液罐中，通過蠕動泵導(dǎo)入微藻培養(yǎng)槽中，在培養(yǎng)槽上方設(shè)有出水管，將陳舊的營養(yǎng)液導(dǎo)出到廢液罐；
(4)、打開微藻培養(yǎng)槽一側(cè)的LED光源，使其光強(qiáng)達(dá)到2000lux；
(5)、連續(xù)培養(yǎng)7-14天之后，可將微藻培養(yǎng)袋提出，將水從膜袋上方的開口處抽出，即可得到富集的微藻，而將新的接種過藻種的培養(yǎng)袋放入微藻培養(yǎng)槽中，可連續(xù)培養(yǎng)藻種。
所述的微藻培養(yǎng)槽，為有機(jī)玻璃做成的長方形的槽，長100mm-400mm，寬5mm，高150mm。
所述的微藻培養(yǎng)袋是由PFTE膜制成，膜孔為2μm。
所述的微藻培養(yǎng)采收裝置，放置于25oC的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
述的培養(yǎng)槽的長度，可以根據(jù)實際對藻種的培養(yǎng)需求調(diào)整，每100mm的長度用板隔開，內(nèi)置一個微藻培養(yǎng)袋。
本發(fā)明的有益效果在于：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、靈活，可根據(jù)對微藻培養(yǎng)量的需求放置1-4個培養(yǎng)袋，根據(jù)各個培養(yǎng)袋中藻種生產(chǎn)的情況，可以分別取出采收微藻，并將新的培養(yǎng)袋放入空余的隔間培養(yǎng)。
附圖說明
圖1.一種新型組合式微藻培養(yǎng)采收裝置。
具體實施方式
為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，組合式的微藻培養(yǎng)采收裝置包括微藻培養(yǎng)槽1、二氧化碳曝氣裝置和營養(yǎng)液供給裝置，所述的微藻培養(yǎng)槽1左側(cè)為LED陣列式光源3，內(nèi)置微藻培養(yǎng)袋2，所述的二氧化碳曝氣裝置由二氧化碳?xì)馄?，減壓閥10和氣體流量計5組成，二氧化碳?xì)怏w由微藻培養(yǎng)槽1底部的曝氣管11均勻的曝入。所述的營養(yǎng)液供給裝置，是由營養(yǎng)液儲液罐7,營養(yǎng)液13和蠕動泵8組成，營養(yǎng)液經(jīng)蠕動泵緩慢的通過微藻培養(yǎng)槽1左側(cè)底部的小孔注入培養(yǎng)槽中，廢液經(jīng)培養(yǎng)槽1右上方的出水管流入廢液罐4，連續(xù)培養(yǎng)7-14天之后，可將微藻培養(yǎng)袋提出，將水從膜袋上方的開口處9抽出，即可得到富集的微藻，而將新的接種過藻種的培養(yǎng)袋放入微藻培養(yǎng)槽中，可連續(xù)培養(yǎng)藻種
實施例1
1.組合式微藻培養(yǎng)槽尺寸設(shè)計為長100mm，寬5mm，高150mm，槽內(nèi)可放置1個微藻培養(yǎng)袋。
2.將組合式微藻培養(yǎng)槽放入恒溫箱，恒溫設(shè)定為25℃；
3.打開二氧化碳鋼瓶的減壓閥，通過曝氣管將二氧化碳從微藻培養(yǎng)槽底部通入，通過氣體流量計控制二氧化碳?xì)饬髁繛?0ml/min；
4.將配置好的BG11微藻的營養(yǎng)鹽溶液放入儲液罐和微藻培養(yǎng)槽中，通過蠕動泵導(dǎo)入微藻培養(yǎng)槽中，在培養(yǎng)槽上方設(shè)有出水管，將陳舊的營養(yǎng)液導(dǎo)出到廢液罐，及時補(bǔ)充儲液罐中的營養(yǎng)液，蠕動泵的流速為18ml/min。
5.在超凈工作臺上將純凈小球藻10ml接種到微藻培養(yǎng)袋中,接種濃度為1*106cell/ml，并將微藻培養(yǎng)袋放入培養(yǎng)槽中，使?fàn)I養(yǎng)液進(jìn)入培養(yǎng)袋中；
6.打開微藻培養(yǎng)槽一側(cè)的LED光源，使其光強(qiáng)達(dá)到2000lux；
7.連續(xù)培養(yǎng)10天之后，可將微藻培養(yǎng)袋提出，將水從膜袋上方的開口處抽出，即可得到富集的微藻，而將新的接種過藻種的培養(yǎng)袋放入微藻培養(yǎng)槽中，可連續(xù)培養(yǎng)藻種。微藻培養(yǎng)袋經(jīng)清潔消毒后可重復(fù)使用。
實施例2
1.組合式微藻培養(yǎng)槽尺寸設(shè)計為長400mm，寬5mm，高150mm，槽內(nèi)可放置4個微藻培養(yǎng)袋。
2.將組合式微藻培養(yǎng)槽放入恒溫箱，恒溫設(shè)定為25℃；
3.打開二氧化碳鋼瓶的減壓閥，通過曝氣管將二氧化碳從微藻培養(yǎng)槽底部通入，通過氣體流量計控制二氧化碳?xì)饬髁繛?0ml/min；
4.將配置好的BG11微藻的營養(yǎng)鹽溶液放入儲液罐和微藻培養(yǎng)槽中，通過蠕動泵導(dǎo)入微藻培養(yǎng)槽中，在培養(yǎng)槽上方設(shè)有出水管，將陳舊的營養(yǎng)液導(dǎo)出到廢液罐，及時補(bǔ)充儲液罐中的營養(yǎng)液，蠕動泵的流速為72ml/min。
5.在超凈工作臺上將純凈小球藻10ml接種到微藻培養(yǎng)袋中,接種濃度為1*106cell/ml，并將微藻培養(yǎng)袋放入培養(yǎng)槽中，使?fàn)I養(yǎng)液進(jìn)入培養(yǎng)袋中；
6.打開微藻培養(yǎng)槽一側(cè)的LED光源，使其光強(qiáng)達(dá)到2000lux；
7.連續(xù)培養(yǎng)7天之后，可將微藻培養(yǎng)袋提出，將水從膜袋上方的開口處抽出，即可得到富集的微藻，而將新的接種過藻種的培養(yǎng)袋放入微藻培養(yǎng)槽中，可連續(xù)培養(yǎng)藻種。微藻培養(yǎng)袋經(jīng)清潔消毒后可重復(fù)使用。
實施例3
1.組合式微藻培養(yǎng)槽尺寸設(shè)計為長200mm，寬5mm，高150mm，槽內(nèi)可放置4個微藻培養(yǎng)袋。
2.將組合式微藻培養(yǎng)槽放入恒溫箱，恒溫設(shè)定為25℃；
3.打開二氧化碳鋼瓶的減壓閥，通過曝氣管將二氧化碳從微藻培養(yǎng)槽底部通入，通過氣體流量計控制二氧化碳?xì)饬髁繛?0ml/min；
4.將配置好的BG11微藻的營養(yǎng)鹽溶液放入儲液罐和微藻培養(yǎng)槽中，通過蠕動泵導(dǎo)入微藻培養(yǎng)槽中，在培養(yǎng)槽上方設(shè)有出水管，將陳舊的營養(yǎng)液導(dǎo)出到廢液罐，及時補(bǔ)充儲液罐中的營養(yǎng)液，蠕動泵的流速為72ml/min。
5.在超凈工作臺上將純凈小球藻10ml接種到微藻培養(yǎng)袋中,接種濃度為1*106cell/ml，并將微藻培養(yǎng)袋放入培養(yǎng)槽中，使?fàn)I養(yǎng)液進(jìn)入培養(yǎng)袋中；
6.打開微藻培養(yǎng)槽一側(cè)的LED光源，使其光強(qiáng)達(dá)到2000lux；
7.連續(xù)培養(yǎng)14天之后，可將微藻培養(yǎng)袋提出，將水從膜袋上方的開口處抽出，即可得到富集的微藻，而將新的接種過藻種的培養(yǎng)袋放入微藻培養(yǎng)槽中，可連續(xù)培養(yǎng)藻種。微藻培養(yǎng)袋經(jīng)清潔消毒后可重復(fù)使用。