[发明专利]一种微藻培养方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤指一种能够充分利用自然光的、规模化的微 藻培养方法及装置。

背景技术

在传统的微藻培养中，根据微藻生长速度和比生长速度的变化情况，将微 藻的生长分为迟缓期、对数生长期、平台期和衰退期四个时期。其中，迟缓期 又称延滞期，适应期，这个时期是微藻刚接种到新的培养基中，由于处于新的 生长环境中，在一段时间内并不能马上生长，该时期微藻的数量维持恒定、增 加量很少。对数生长期是适应了新的培养基之后的一个快速生长阶段，该时期 微藻的比生长速度最大，且能够保持一个恒定的最大比生长速度生长，使微藻 细胞数量呈指数级递增。经过快速生长后，微藻进入平台期，然后再进入衰退 期这两个时期微藻几乎不再生长，甚至会出现细胞数量衰减。如图1所示，即 为在750nm的波长段测得的微藻生长整个周期的光密度(Optical Density，OD) 变化趋势示意图。该图是以荒漠栅列藻为例的。

针对微藻培养过程中的不同生长时期，根据光合作用的原理，改变光合作 用的某些条件，提高光合作用强度(指植物在单位时间内通过光合作用制造糖 的数量)，是增加微藻产量的主要措施。如果能够减短迟缓期，使微藻尽快进 入对数生长期，则可以使藻细胞快速生长；如果能够使尽可能地维持处于对数 生长期微藻处于快速生长的状态下，则对微藻的生长将是极为有利的。

光合作用的条件主要包括光照强度、温度、CO₂浓度等。目前的微藻培养 装置已经能够很好的控制光合反应气体中CO₂的浓度，而温度的控制比较困 难，其控制成本偏高，而光照作为微藻生长必不可少的外界条件之一，直接影 响了微藻的细胞生长和产品的积累，所以光照的调节在微藻培养过程中越来越 受到关注。

现有技术中，对光照的调节一般有两种方式：一是使用人工光源，在培养 过程中使用连续人工光源，不仅会增加成本投入、浪费能源，而且会导致培养 微藻的光反应器内的温度大幅度的提高，超出微藻可以耐受的限度，对微藻生 长造成不利影响。二是尽量减少光程，尽量减少光程会导致培养系统的体积变 小，难以形成规模化培养，从而使微藻培养的成本提高，不利于微藻的工业化 产业进程。

由于人工光源和缩短光程的调节方式成本都比较高，不利于微藻的培养， 因此，自然光(即太阳光)就变成了微藻培养过程中最廉价和最适用的光源。 由于自然光光照强度和照射角度，在一天当中随着太阳的东升西落在不断的变 化中，光照强度和照射角度变化很大，且目前的光反应器一般是固定的，随着 阳光照射角度的变化，照射到反应器上的光会随着照射角度的变化而变弱，因 此，现有技术中的光反应器不能充分的利用自然光来促进微藻细胞的增长，而 只能被动的接受自然光，从而不能根据微藻不同生长时期的对光照的需求，不 能实现在光强需要比较强时最大限度的接收太阳光，在需求比较小时尽可能少 的接收太阳光。例如：在对数生长期持续提供足够强的自然光照，在迟缓期、 平台期和衰退期则不需要提供较强的阳光。

因此，对微藻接受自然光的光照强度的调节开始受到关注，公开号为 CN101405385A的发明专利申请，公开了一种可以按季节性固定反应器的倾斜 角度，每年调节两次，在一定程度上可以促进自然光的利用率，但上述方式仍 然不能避免一天之中太阳东升西落所在成的光照强度和角度变化所带来的光 照减弱的问题，无法满足连续培养的快速生长的需求。

由此可见，现有技术中由于目前微藻一般是在一个固定的反应器中进行整 个生长周期的培养，且光反应器均不能实现针对微藻不同生长时期的不同需求 来调整自然光的光照强度，从而为不同生长时期的微藻提供合适的光照强度， 因此，不能充分合理的利用太阳光实现连续、高效的微藻培养。在微藻的规模 化培养中，不能实现在低成本、低投入的情况下，获取尽可能好的生长效果以 提高微藻产量。

发明内容

本发明实施例提供一种微藻培养方法及装置，用以解决现有技术中光反应 器不能根据微藻的不同生长时期调整光照强度、不能充分合理的利用太阳光实 现连续、高效的微藻培养的问题。

一种微藻培养装置，包括：若干板式反应器和位置调整部件、至少一个光 强测定仪以及控制部件；

所述板式反应器，用于培养选定藻种的微藻；