[发明专利]一种微藻培养方法

说明书

技术领域

本发明属于微藻生物技术领域，具体地说涉及一种光生物反应器培养微藻过程中有效补充CO₂实现微藻培养品质提高的方法。

背景技术

微藻富含蛋白质、多糖、不饱和脂肪酸等营养成分(如螺旋藻)，可用于食品、医药和能源等方面；可以大量积累脂肪酸，有些微藻如小球藻，其体内脂肪酸含量可占干重的30％～60％。利用培养微藻来积累油脂资源，已经成为目前利用太阳能开发可再生资源最热门的研究领域。不仅具有强大的市场潜力，而且具有非凡的社会价值。

微藻培养方式分为密闭式和开放式两种，开放式类似野生放养，采用开放池培养装置，技术简单，投资少。但过程控制难度大，产出能力有限。密闭式培养一般采用密闭式光生物反应器，如气升式、搅拌式、管式等。可以实现理想的过程控制，生产效率极大提高。但密闭式投资成本高，急需开发理想的培养方式。

微藻的生产要消耗CO₂，CO₂的有效利用吸收，是实现理想培养效果的关键，目前开放的光生物培养微藻技术中，有不少CO₂补给方式和装置。李夜光等“微藻养殖池补充二氧化碳装置”(CN200610018771.9)采用一种与养殖池相连的CO₂补给装置，可以有效提高CO₂利用率，但工艺繁琐，增加了设备投资。刘建国等“微藻规模培养的管道光生物反应器”(CN200410020978.0)及缪坚人等“一种微藻工业生产用光合生物反应器系统”(CN03128138.9)均采用在光生物反应器系统中加入一种装置方法，来实现CO₂的补给，同时也能实现一定的氧解析效果。这些都难免增加设备投资，工艺过程繁琐。目前文献报道中还有另外的一种CO₂补给方式，丛威等在“通过PH值反馈控制补碳培养微藻的方法”(CN200410009360.4)和“用于大规模微藻的补碳装置及其使用方法合用途”(CN200510126465.2)中使用烟道气补碳。

微藻利用光及CO₂进行光合作用，培养过程中固定二氧化碳并释放出氧气。所以考虑CO₂有效利用吸收的同时，还需要从培养基中不断去除过量的氧，否则会反馈抑止生长及生物合成反应。目前文献中对于CO₂补给和氧解析过程虽然都有所涉及，但为克服目前CO₂补给和氧解析效果不够理想、过程繁琐、投资过大等不利因素，还需要对微藻培养过程中CO₂补给手段进行优化，改善培养系统的碳源供应，优化培养工艺。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种微藻高效培养的方法，本发明方法具有提高微藻培养过程中微藻积累油脂能力，提高CO₂利用率，提高O₂解析能力，简化培养装置等优点。

本发明微藻培养的方法包括如下内容：采用光照气升式生物反应器，光照气升式生物反应器内包括微藻和微藻培养基，通入含CO₂的气体实现气升、补给CO₂和解析O₂，其中通入的含CO₂气体采用气液混合输送装置输送，含CO₂气体经过气液混合输送装置后进行气液分离，气液分离的气相用于气升式生物反应器的气升气源，气液分离后的液相进入气升式生物反应器进一步补充CO₂，气液混合输送装置入口的液相来源于气升式生物反应器。

本发明方法中，气液混合输送装置包括液环式输送泵、气液混合泵等适宜的输送设备。所使用的液环式输送泵或气液混合泵可以实现增压效果，这样可以大大提高二氧化碳在液相中的溶解度，将此富含CO₂的液相输送至培养微藻的反应器中，作为微藻培养用基础培养液成份之一。上述富含CO₂的液相在进入反应器之前，可以根据需要需添加基本培养成份配置的母液，以补充微藻培养系统的营养成份。

本发明方法中，气液混合输送装置入口的液相来源于气升式生物反应器，气升式生物反应器中液相经过微藻过滤后进入气液混合输送装置。