[实用新型]用于规模化红球藻生产虾青素的光生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及天然虾青素生产装置技术领域，具体讲是一种用于规模化红球藻生产虾青素的光生物反应器。

背景技术

雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）是一种单细胞绿藻，其增殖依赖于细胞分裂，当环境适宜时，红球藻生物量不断增加，称为“绿色培养阶段”，而当受到外界胁迫时，如高光照、高温、pH值变化等，自身形成孢子体，积累大量的虾青素物质使藻细胞变成红色，称为“转红阶段”。红球藻作为天然虾青素最佳来源，备受关注，研究发现，红球藻中虾青素可占细胞干重的1.5%-3.0%，因此誉为天然虾青素的“浓缩品”。

调查发现，当今世界红球藻年产量不足200吨，远远不能满足市场需求。国内红球藻产业起步晚，大都停留实验室研发状态，实际投产涉及的技术工艺十分复杂，至今掌握养殖技术和藻粉深加工工艺的企业屈指可数，究其原因有二，其一：红球藻养殖单位面积产量小，易受微生物污染，藻粉产量低，虾青素含量不够稳定；其二：红球藻“绿色培养阶段”和“转红阶段”所需要不同条件在同一空间内难以满足，不易建立低成本、高效率的生产技术体系。红球藻养殖及生产虾青素的相关专利报道不断涌现，但大都停留在实验室或初试阶段，实际规模化生产高含量虾青素国内尚无成功案例。

突破上述红球藻养殖瓶颈是当前亟待解决的问题，笔者进行了查询，得知利用光生物反应器培养微藻的专利文献已有较多公开，比如公告号为CN101654653的中国实用新型专利，但是由于红球藻生命历程的特殊性，所述光生物反应器并不适用于红球藻的规模化养殖。笔者还查阅了涉及培养红球藻来生产虾青素的专利文献，公开号为CN1392244的中国实用新型专利则公开了一种培养红球藻生产虾青素的方法，包括培养基配方、一步法生产工艺、培养基的循环使用和用CO₂调节培养液pH值诱导红球藻孢子的形成和虾青素积累的方法，红球藻绿色培养阶段和转红阶段是在同一个生物反应器、同一培养基中完成，然而并未给出规模化红球藻生产虾青素的装置；而公开号为CN1966660的中国实用新型专利公开了大规模培养雨生红球藻和转化虾青素的装置及其方法，整个培养装置由光生物反应器系统、充气装置、培养液灌输装置和静细胞收集装置组成，通过培养液相互流动，连续充气，使得红球藻生长于分裂值基本同步；利用固定架上设置的浮尘控制装置和自然水体进行大规模红球藻培养，使光生物反应器系统降到所需要的水层深度，解决了红球藻培养和转化虾青素这个两个阶段温度、光照和营养条件不同的矛盾；上述三个文献所公开的技术方案具有一个共同的特点，即红球藻培养和转化虾青素在同一个装置内完成，虽然具有其相应优点，但是在规模化红球藻生产虾青素的过程中，如何使得虾青素产出稳定且具有较高产量的问题却一直未很好解决。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种规模化生产条件下虾青素产出稳定且具有较高产量的用于规模化红球藻生产虾青素的光生物反应器。

本实用新型的技术方案是，本实用新型用于规模化红球藻生产虾青素的光生物反应器，它包括储液罐、管道泵、回旋管道组、pH传感器、温度传感器、光照传感器、进气管、排气管、输料管、出料管、培养基管、控制单元、光照单元、喷淋控温单元，所述储液罐出口与管道泵入口连接，所述进气管、排气管、输料管、培养基管分别与储液罐连接，所述温度传感器、光照传感器、光照单元和喷淋控温单元分别与控制单元电连接，所述回旋管道组至少为一个，当为多个回旋管道组时，所述多个回旋管道组依序串联，首端管道组的入口与管道泵出口连接，末端管道组的出口分别与出料管、储液罐连接，当为一个回旋管道组时，所述首端管道组和末端管道组为同一个管道组；所述各回旋管道组在同一平面内平铺式分布。