[发明专利]一种生物反应釜及促进雨生红球藻增殖和催红的方法

权利要求书

1.一种生物反应釜，其特征在于，包括主体反应釜(1)，主体反应釜(1)呈上下封闭的管状形缸体，主体反应釜(1)采用支撑式主体底座，所述主体反应釜(1)的底部设置有排水装置(12)，主体反应釜(1)的顶部设置有一个可以打开的上盖，主体反应釜(1)的外侧壁上还设置有一个PH感应头接口(14)，PH感应头接口(14)连接至PH控制器(10)，PH控制器(10)一端连接至工业二氧化碳瓶(5)，PH控制器(10)的另一端通过进气调节阀(11)连接至主体反应釜(1)，工业二氧化碳钢瓶(5)出口位置设置有过滤器(6)；所述主体反应釜(1)内部安装有多条可调光量子通量密度和可调波长的LED灯管(2)，所述LED灯管(2)连接至LED驱动控制器(13)，所述主体反应釜(1)内侧底壁上设置有气爆石(7)，所述气爆石(7)通过进气调节阀(11)连接至T级过滤器(4)，T级过滤器(4)连接至工业空压机(3)，所述主体反应釜(1)还连接至水处理设备(9)；所述LED灯管(2)通过进气调节阀(11)连接至水冷机(8)一端，水冷机(8)的另一端连接回LED灯管(2)；所述主体反应釜(1)的横截面直径圆的直径变化范围为15-120cm，主体反应釜(1)的高度变化范围在150-200cm，主体反应釜(1)的外侧壁上还设置有三个水位窥镜。

2.根据权利要求1所述的生物反应釜，其特征在于，所述主体反应釜(1)的外壁和上盖选用不锈钢材料或亚克力材料，厚度为0.8-3.0mm，上盖上设置有通孔。

3.根据权利要求1所述的生物反应釜，其特征在于，所述LED灯管(2)由一个或多个LED芯片分开焊接在不同焊盘上的贴片或是集成形式的LED封装体或是芯片表贴在导热铝板上放入全密闭的透明管形成的一个防水的光能设施。

4.根据权利要求1所述的生物反应釜，其特征在于，所述LED灯管(2)包括第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和第四LED芯片，所述第一LED芯片的波长范围为300-400nm，第二LED芯片的波长范围为400-500nm，第三LED芯片的波长范围为500-600nm，第四LED芯片的波长范围为600-780nm。

5.根据权利要求4所述的生物反应釜，其特征在于，所述第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和第四LED芯片贴在散热器，散热器包括一个由纯铝或纯铜材料制造的导热载体，所有的LED芯片都是连接在导热载体上，导热载体内部设有散热液管，散热器由散热液管头尾连接，形成一个回路，在回路一端接到一个水冷机(8)，形成一个完整的散热系统。

6.一种使用权利要求1-5任一项所述的生物反应釜所促进雨生红球藻增殖和催红的方法，其特征在于，其主要步骤如下：

1)建立可调控的全密闭式LED垂直光能生物反应釜：在主体反应釜顶部、底部、四周和封盖采用不透光材料及内置、潜水、可调控光谱和光能的LED光能设施；其中主体反应釜的直径设置为15-120cm，高设置为150-200cm，溶液量为22-1200升，垂直缸体采用透明亚克力或不锈钢管，管底和上盖分别用塑料或不锈钢堵头封牢，缸体侧面开有取样口和探头口、缸体底部开有排水口、缸体顶部开有进水口和进线孔；

2)在主体反应釜里安装60-7000W可调各波长及光量子通量密度的LED灯管，利用LED灯管提供适合于光合作用的人造光，加速雨生红球藻的增殖和催红；

3)调控气爆石气体流量、无菌空气鼓入量、总光量子通量密度、藻细胞生长的PH值、淡水藻液和藻细胞生长温度人为可控制的环境条件诱导雨生红球藻生长增殖及提高种群密度和调控雨生红球藻细胞内次生代谢产物虾青素的合成和积累；其中气爆石流量调节为0.7-3.5L/min；无菌空气鼓入量为0.3-3.5L/min；淡水藻液按照以下原料和含量调配：水处理设备过滤清水100％，硝酸钠0.40g/L，硝酸钾0.15g/L，七水硫酸镁0.15g/L，氮化钙0.16g/L，柠檬酸铁铵0.008g/L，磷酸二氢钾0.18g/L；藻细胞生长温度为25℃，总光量子通量密度为25000-500000μmol/m²·s；藻细胞生长的PH值为6.8，藻细胞迅速生长增殖培养周期为60-192小时；

4)经离心分离收获藻细胞泥及干燥，萃取工序获得虾青素，虾青素含量达到细胞干重的3.5％，所获取的雨生红球藻生命力旺盛，密度达到预期的目标密度，无污染。