[发明专利]微藻培养用摇动平台及微藻培养方法

说明书

本发明公开了微藻培养用的水驱动或风帆驱动的摇动平台及微藻培养方法。所述微藻培养培养包括可容纳培养液和微藻的光生物反应器；所述摇动平台可以通过水力，利用落水箱或水轮机装置产生摇动平台的往复运动实现反应器中混合，也可以通过风力，利用风帆或风轮机实现摇动平台的往复运动，实现混合。利用本发明公开的装置和方法培养微藻，可以降低微藻培养中的电力消耗，从而降低成本。而且，利用本装置培养微藻，可以使用结构简单、价格低廉的塑料袋作为简单的光生物反应器，这可以进一步降低微藻培养过程中的生产成本。

技术领域

本发明涉及微藻生物技术领域，具体涉及微藻培养用摇动平台及微藻培养方法。

背景技术

微藻能有效利用太阳能，将水、二氧化碳和无机盐转化为生物质。微藻在医药工业、食品工业、动物饲料、生物能源等领域都有着重要的应用。微藻富含蛋白质、脂肪、糖以及氨基酸、高不饱和脂肪酸等多种生物活性物质。

微藻培养系统可以分为开放池与封闭光生物反应器两大类，开放池系统包括圆池、方池或跑道池等，具有生产成本低的优点，但同时具有产率低、易污染、生产不稳定等缺陷。相比较而言，封闭式光生物反应器条件可控、不易受污染、体系稳定，易实现高密度养殖。但是，传统的封闭式光生物反应器系统一般采用鼓泡通气或离心泵驱动等方式混合，通常利用电力驱动，混合能耗非常高，这导致微藻培养成本居高不下。更重要的是，造成微藻培养过程投入能量大于产出生物质中所含能量，使得利用微藻生产生物能源成为空谈。

发明内容

针对传统光生物反应器驱动混合的高能耗问题，本发明公开了一种培养系统，其由水力或风力驱动，实现光生物反应器内混合。为实现此目标，本发明公开了由水力或风力驱动其往复运动的摇动平台，将光生物反应器置于该平台上，即可实现其中混合。

所述摇动平台为平板式托台；其下方装有支撑摇动平台摇动的底座支架，以及可调节摇晃幅度的垫脚支架；

所述水力驱动的摇动平台具有下述结构：包括可承载光生物反应器的摇动平台，其下方装有支撑摇动平台摇动的底座支架，所述底座支架的支点位于摇动平台非中心位置，以使得摇动平台两侧的力矩不等；摇动平台相对力矩短的一侧，设置有能自动储水和放水的水箱，通过水箱中水量的自动增减，实现驱动摇动平台的往复运动。

所述水箱的供水系统为外部具有水位差的水源，所述水箱内部设置有水位达到一定高度后能自动放水的阀门装置，这些装置包括虹吸式自动落水箱和压力感应式自动落水箱。

由于摇动平台两侧的力矩不等，当相对力矩短的一侧的水箱中未充满水时，由于水箱侧较轻，摇动平台的水箱一端被压起，处于上位。而当水箱通过利用外部具有水位差的水源持续不断的供水，当水箱中充满水时，水箱侧较重，摇动平台的水箱一端被压下，另一侧被压起。此时，光生物反应器中液体由于摇动平台的反复倾斜位置变化而晃动，实现光生物反应器内部液体的充分混合。

在水箱中充满水后，通过自动放水的阀门装置的调节，其自有装置打开放水阀门，水箱被放空后，再次被压起，完成一次起伏运动，从而驱动平台上反应器中流体的混合。所述的自动防水的阀门装置的结构，可以但不限于下述方式，例如：随着水箱内部水量的增多，触动水箱底部的排水阀开启，当水箱内的水排空之后，所述排水阀关闭；如此反复。水箱内水量的变化使得底座支架的支点两侧的力矩不等，实现驱动摇动平台两侧的往复运动。

优选的情况下，所述水箱的进水口具有能够调节水流量的阀门，通过控制此阀门达到控制充满水箱的速度，从而可以调节摇动平台的摇动频率。

优选的情况下，所述摇动平台的两端下方还分别设置有可调节摇晃幅度的垫脚支架。更为优选的情况下，所述的垫脚支架为弹簧式。

优选的情况下，通过调节摇动平台两侧的垫脚支架高度，可以调节摇动平台其倾斜角，既摇动幅度，从而有效调节摇动平台内部液体的混合剧烈程度。