[发明专利]一种基于pH反馈控制补加营养盐培养微藻的方法及装置

权利要求书

1.一种基于pH反馈控制补加营养盐培养微藻的方法，该方法通过pH反馈补加CO₂，使培养体系的pH值维持在设定值，计量培养体系的CO₂补加量，并利用CO₂补加量与营养盐消耗量之间的关系，控制营养盐的补加；

其中，所述方法中通过公式(I)计算营养盐流加液的添加量，

其中，α为营养盐消耗量与CO₂补加量之间的换算系数，ΔCO₂为培养体系的CO₂补加量，

预先设定培养体系营养盐补料间隔的CO₂补加量，当培养体系的CO₂补加量达到设定值时，采用公式(I)计算营养盐流加液的添加量并实施添加；或者

预先设定培养体系营养盐补料间隔时间，计量间隔时间内培养体系的CO₂补加量，根据间隔时间内的CO₂补加量采用公式(I)计算营养盐流加液的添加量并实施添加；

其中，所述微藻为蓝藻门的螺旋藻、绿藻门的小球藻、栅藻、雨生红球藻、盐藻、金藻门的金藻、硅藻门三角褐指藻或红藻门的紫球藻；

所述的营养盐流加液中的营养盐包括氮源、磷源、镁源、钾源、铁源和钙源中的一种或者几种。

2.根据权利要求1所述的基于pH反馈控制补加营养盐培养微藻的方法，其特征在于，采用常规培养方法对微藻进行培养，测定微藻培养过程中培养体系的CO₂补加量和营养盐消耗量的关系曲线得到营养盐消耗量与CO₂补加量之间的换算系数α。

3.根据权利要求1所述的基于pH反馈控制补加营养盐培养微藻的方法，其特征在于，所述预先设定培养体系营养盐补料间隔的CO₂补加量为0.001-1mol/m²×培养面积m²或0.003-3mol/m³×培养体积m³，或

所述的预先设定的营养盐补料间隔时间为0.1～24小时。

4.根据权利要求1所述的基于pH反馈控制补加营养盐培养微藻的方法，其特征在于，所述微藻的生长培养基为Zarrouk培养基、BG-11培养基、f/2培养基、Provasoli培养基或BBM培养基。

5.根据权利要求4所述的基于pH反馈控制补加营养盐培养微藻的方法，其特征在于，所述的氮源包括硝酸盐、铵盐和尿素中的一种或多种；

所述的磷源包括磷酸氢盐和/或磷酸；镁盐包括硫酸镁和/或氯化镁；钾盐包括硫酸钾和/或氯化钾；铁盐包括硫酸亚铁的EDTA络合物；钙盐包括氯化钙和/或硫酸钙；

所述的营养盐流加液中氮源的浓度为0.01～5mol/L，磷源的浓度为0.001～0.5mol/L，镁、钾、铁、钙盐的浓度分别为0.0005～0.1mol/L。

6.一种实现权利要求1至5之一所述基于pH反馈控制补加营养盐培养微藻的方法的装置，所述装置包括微藻培养器(5)、营养盐流加液贮罐(6)和CO₂贮罐(7)，其特征在于，所述装置还包括pH传感器(1)、CO₂流量计量机构(2)、控制机构(3)和执行机构(4)，其中，

所述pH传感器(1)和CO₂流量计量机构(2)均与控制机构(3)联接，控制机构(3)的信号输出口与执行机构(4)的信号输入口联接，所述CO₂贮罐(7)经CO₂流量计量机构(2)与微藻培养器(5)连通，所述营养盐流加液贮罐(6)经执行机构(4)与微藻培养器(5)连通；

所述控制机构(3)通过pH传感器(1)检测培养体系的pH值，通过CO₂流量计量机构(2)控制CO₂的通断或流量大小，并获得培养体系的CO₂补加量，然后根据公式(I)计算营养盐流加液的添加量，最后通过执行机构(4)实施添加；

其中，α为营养盐消耗量与CO₂补加量之间的换算系数，ΔCO₂为培养体系的CO₂补加量。