[发明专利]一种微生物饱和固体培养系统

说明书

技术领域

本发明涉及微生物培养领域，尤其涉及一种包含固相生长系统的微生物固体培养系统和培养微生物的方法。

背景技术

随着化石能源日益枯竭，越来越多的国家开始重视可再生能源的研究与发展。但是生物质能源的发展也同样受到客观条件的制约，难以满足大规模替代化石燃料的规模和成本要求。因此，迫切需要开发不占用可耕地、淡水、化肥资源的新型生物能源技术，为可再生能源产业发展提供具备现实可行性的手段，切实有效减少二氧化碳排放，促进传统工业体系向基于可再生能源的绿色工业体系转化。利用微生物来生产能源是能源产业中的一个发展方向。而对生物燃料生物源，例如藻类的培养系统和方法的关注也与日俱增。

藻类储存丰富的油脂，因此被视为有潜力的生物原料，可用来转化成燃料。微藻的用途广泛，可应用的领域很多如医药工业、食品工业、动物饲料、环境检测/净化、生物技术、可再生能源的制造等。微藻可以吸收二氧化碳通过光合作用制造维生素类、氨基酸、色素类、蛋白质、多糖类、脂肪酸等有用成分，作为养殖用的饲料等被培养。在其进行光合作用的过程中对温室气体二氧化碳的吸收，无形中放慢了全球气候变暖的脚步。

为了有效的得到藻类等微生物所带来的价值，近年来，对于培养藻类等微生物的培养体系、培养方法、培养装置的研究逐渐成为热点。工业化生产培养藻类主要有两种方式包括：开放式培养和密闭式培养两种方式。现有的藻类开放式培养系统主要有圆形培养池及跑道式培养池两种，这些方式都存在如下缺陷：(1)使用成本高，造成这个后果的根源无疑是对水体的大量需求，从而导致运输、装置等成本的提高。(2)对于圆形培养池来说，其具有搅拌不均匀、搅拌耗能高、气体混合不易以及土地利用率低等。

在现有技术中，为达到为藻类等微生物细胞提供营养物质、调控培养体系的环境参数、提供生存空间、更有效的吸收光照等目的，大量水体的存在是不可避免的。而大量水体是导致上述缺陷的直接原因，因此，迫切需要一种能只需要很少的水体就能实现有效培养藻类等微生物的培养体系。

另外，在现有的微生物培养领域中，传统的微生物培养装置仅仅是为所述的微生物培养提供养料和生长条件的装置，而这种装置的缺陷是通常只能为一种微生物提供养料和生长条件，此外，无法根据外部环境的变化，实时改变所述微生物的生长条件，如营养成分调整，光照调整，温度调整等，这样的装置局限性很明显，大大阻碍了微生物培养的效果。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺点，本发明提供了一种固相微生物培养系统，在培养系统中采用固相部分为微生物提供生长空间，同时提供了营养供应循环系统为微生物提供或补充水分和养料，能够达到有效为微生物提供良好生长环境的目的。

本发明提供了一种培养系统，包括微生物生长系统、承载装置、支撑装置、营养供应循环装置、条件控制装置和采收装置，其特征在于：

所述微生物生长系统为固相系统，微生物基本上在固体材料中生长，所述固体材料内部保持水分基本饱和状态；

承载装置，用以承载所述的微生物生长系统；

所述支撑装置用以支撑所述的承载装置，通过连接装置与所述的承载装置连接；

营养供应循环装置包括供水装置和回水装置，用以形成循环管道用来为所述生长系统提供水分和营养物质，用来实现所述微生物的生长与代谢；

条件控制装置与所述支撑装置连接，可以通过所述连接装置调节所述承载装置的光朝向。

本发明的培养系统还任选地包括采收装置，用以采收微生物或其产物。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述连接装置为卡槽装置、固定环装置或嵌入式连接装置，所述连接装置是可拆卸的。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述的支撑装置是可旋转、可平移或可固定的装置。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述营养供应循环装置还包括流量表和控制阀，所述流量表用于显示营养供应循环装置中的液体流量，控制阀用于控制营养供应循环装置中的液体流量。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述条件控制装置还包括温度控制装置、光照控制装置或蒸发控制装置，上述装置通过连接装置与所述承载装置连接，通过承载装置的光朝向的调节，实现所述微生物生长系统的培养温度，光照强度或蒸发程度的调节。

本发明提供的系统可以用于培养微生物。微生物包括光养型生物体。光养型生物体是利用光合作用的生物体，包括真核植物、藻类、原生生物，以及原核生物的蓝细菌、绿色硫细菌、紫色硫细菌等。微生物还可以是异养生物体，例如真菌类、细菌等。