[发明专利]用于微藻生长的光生物反应器及方法

说明书

本公开提供了一种用于微藻生长的光生物反应器，包括：至少一个培养系统，每个培养系统均包括：养殖装置，调光装置，杀菌装置，培养箱体；该用于微藻生长的光生物反应器还包括至少一个控温系统、进气系统和控制系统。本公开中各培养系统独立控制，且调光装置可对微藻生长环境中的光照强度进行调节，具有光效高、无辐射和能耗低等优势，调光装置还可为微藻生长提供多种不同的光照强及光照颜色，以为微藻生长提供适合的生长环境，该光生物反应器系统集成度高，可同时开展多种不同藻种最适生长环境研究，也可同时开展多组平行实验，实验效率高，实验周期短。

技术领域

本公开涉及微藻补光领域，尤其涉及一种用于微藻生长的光生物反应器及方法。

背景技术

光照是微藻生长及其代谢产物积累的最重要的环境影响因子，通过调节光照的强度、光质、周期等参数来调节微藻的光合作用，使微藻的生长、繁殖、细胞形态、油脂积累和水解产氢等生理生化指标发生显著变化。根据上述过程得到的生理生化指标以及微藻自然进化的特异性，进而得出微藻生长的最佳光照条件。

综合国内外现有技术中，对影响微藻生长的光照条件的研究成果来看，当前技术主要集中在光照的强度、周期对微藻生长及代谢产物的影响。微藻生长光源多以荧光灯为主，由于荧光灯发光效率较低，多采用滤光片得到某一波段范围(或某一颜色)的光，易导致微藻生长过程中的光合利用率低、光照缺乏调控。现有技术中常将LED光源作为某一种藻的生长光质，而对多种微藻的生长不具普适性。而对于通过调制光谱结构、改善光质、使用转录组差异基因表达来促进微藻生长、提高光合作用效率的研究及应用还很少。

此外，现有微藻生长研究装置通常以外加光源照射玻璃器皿表面为主，很少配备供气装置、搅拌装置和控温装置，且现有研究装置缺乏系统性。上述微藻生长研究装置仅按功能模块拼凑堆叠，存在集成度不高、设备分散、能耗大、操作复杂、各设备间接线复杂存在较大安全隐患等问题。因此，现有微藻生长研究装置的功能模块间不匹配、缺乏协调，常导致实验数据结果再现性较差，准确度不高，难以进行工业化推广应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提出了一种用于微藻生长的光生物反应器及方法，以至少解决上述现有技术中存在的问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本公开提供了一种用于微藻生长的光生物反应器，包括：

至少一个培养系统，每个培养系统在一个培养周期内为一种微藻提供一个与微藻生长相适应的生长环境；其中，生长环境包括：生长温度、光照颜色和光照强度。培养系统包括：养殖装置，微藻在养殖装置内进行生长；调光装置，对生长环境中的光照强度进行调节；杀菌装置，对养殖装置进行杀菌；以及培养箱体，调光装置、杀菌装置和养殖装置分别设置于培养箱体内；培养箱体内的生长环境与养殖装置内的微藻相适应。

至少一个控温系统，分别与一个培养系统连接；控温系统对生长环境中的生长温度进行调节。

进气系统，通过管道与每个培养系统连接；进气系统为培养系统提供气源。

控制系统，分别控制调光装置、杀菌装置、控温系统和进气系统，使生长环境与微藻生长相适应。

可选地，调光装置包括：发光装置，发光装置的光照强度与生长环境中的光照强度相对应；发光装置的光照颜色与生长环境中的光照颜色相对应。

可选地，调光装置还包括：光源散热器，与发光装置相连，光源散热器对发光装置散发的热量进行散热，发光装置散发的热量在培养箱体内循环，使培养箱体内温度与生长环境中的生长温度相对应。

可选地，养殖装置包括：培养容器，放置在培养箱体内；微藻放置在培养容器内；磁力搅拌子，置于培养容器内部；搅拌驱动器，搅拌驱动器固定于培养箱体底面，培养容器放置于搅拌驱动器上，搅拌驱动器驱动磁力搅拌子运动。