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1、(10)授权公告号 CN 102268375 B (45)授权公告日 2012.10.03 CN 102268375 B *CN102268375B* (21)申请号 201110148593.2 (22)申请日 2011.06.03 C12N 1/12(2006.01) C12M 1/00(2006.01) C12M 1/04(2006.01) (73)专利权人 中国海洋大学 地址 266100 山东省青岛市崂山区松岭路 238 号 (72)发明人 潘克厚 宫庆礼 邓志科 刘建宝 赫勇 (74)专利代理机构 青岛海昊知识产权事务所有 限公司 37201 代理人 张中南 CN 85203651。
2、 U,1986.05.07, 全文 . CN 2541463 Y,2003.03.26, 全文 . CN 102071133 A,2011.05.25, 全文 . CN 1475562 A,2004.02.18, 全文 . 石娟等 . 不同培养条件对微藻总脂含量和脂 肪酸组成的影响 .海洋水产研究 .2004, 第 25 卷 ( 第 6 期 ),79-85. (54) 发明名称 单胞藻培养的藻液连续收集方法和系统 (57) 摘要 本发明涉及一种单胞藻培养的藻液连续收集 方法和系统， 其方法包括连续加注培养液而使光 生物反应器中液面上升， 同时自光生物反应器下 端气升部充气而使成熟的单胞藻上浮至。
3、藻液排出 管， 并流入收集支路 ； 将各个收集支路中的藻液 汇入收集桶中， 并经泵汇集至收集池中。 其系统包 括连接光生物反应器藻液排出管的收集支路， 与 该收集支路相连的收集桶以及经泵与收集桶连接 的收集池。 本发明针对单胞藻培养的特点而设计， 其步骤简单、 环环相扣、 系统性强， 实现了收集的 逐级放大， 尤其是将收集过程与料液的加注有机 地结合在一起， 便于生产性应用和规模化生产。 本 发明的系统完全密封， 可避免受到外界环境的污 染 ； 收集全过程实现了无人看护下的自动收集。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 代月函 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (。
4、19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种单胞藻培养的藻液连续收集方法， 其特征在于包括以下步骤 ： 首先对培养单胞 藻的光生物反应器连续加注培养液而使光生物反应器中的液面上升， 同时自光生物反应器 下端气升部充气而使成熟的单胞藻上浮至光生物反应器的藻液排出管， 并流入收集支路 ； 将各个收集支路中的藻液经收集主管汇入收集桶中沉淀 ； 并经泵将成熟的单胞藻汇集至收 集池中。 2. 如权利要求 1 所述的收集方法， 其特征在于还包括将收集池中的藻液输入高速离心 机以进一步浓缩。 3. 如权利要求 1 或 2 。
5、所述的收集方法， 其特征在于在所述收集池中设置气石以对收集 池中的藻液充入二氧化碳和 / 或空气。 4. 一种单胞藻培养的藻液连续收集系统， 包括悬挂在支架 (11) 上的带有料液加入管 (1) 和藻液排出管 (5) 的光生物反应器 (2)， 且藻液排出管 (5) 位于光生物反应器 (2) 的上 部， 光生物反应器 (2) 下端为气升部 (3)， 其特征在于所述的藻液排出管 (5) 连接有收集支 路 (6)， 所有收集支路 (6) 经收集主管 (7) 通入收集桶 (8)， 该收集桶 (8) 经泵 (9) 与收集 池 (10) 连接。 5.如权利要求4所述的收集系统， 其特征在于该系统还包括与所。
6、述收集池(10)连接的 高速离心机 (13)。 6. 如权利要求 4 所述的收集系统， 其特征在于所述藻液排出管 (5) 为管外设有流量控 制夹 (12) 的软管。 7. 如权利要求 4 所述的收集系统， 其特征在于所述收集桶 (8) 为底部呈倒圆锥形的圆 柱体， 且收集桶 (8) 内设有与泵 (9) 的开关相连的浮球开关 (15)。 8. 如权利要求 4 或 7 所述的收集系统， 其特征在于所述泵 (9) 为蠕动泵。 9.如权利要求4或5所述的收集系统， 其特征在于所述收集池(10)中还设有用于对收 集池 (10) 中的藻液进行充气的气石 (16)。 10. 如权利要求 4 或 5 所述的收。
7、集系统， 其特征在于所述收集池 (10) 是底部呈倒圆锥 状的圆柱形池子。 权 利 要 求 书 CN 102268375 B 2 1/4 页 3 单胞藻培养的藻液连续收集方法和系统 技术领域 0001 本发明涉及一种藻类培养的藻液连续收集方法和系统， 具体说是一种单胞藻培养 的藻液连续收集方法和系统， 适用于生产上培养单胞藻时连续收集藻液。 背景技术 0002 藻类， 特别是单胞藻的培养， 目前尚未形成规模， 绝大部分停留在实验室的烧瓶培 养阶段， 烧瓶培养过程中， 藻液的收集是通过将烧瓶内的成熟藻液一次性倾倒进较大的容 器后集中而完成的。也有少量的培养是简单地从海里用桶或其他容器打来海水后，。
8、 倒入开 放式容器如盆或桶等中， 通过利用气石充气进行培养。 在该种培养方式中， 藻液的收集是同 样的将容器中的成熟藻液一次性集中到更大的容器中而完成的。生产上， 也有少数的利用 土池或水泥池， 从海中经引水渠加入海水后， 露天培养。这样的培养方式中， 藻液的收集是 通过从排水的水渠将成熟藻液集中排注到待收集的装置中实现的。 0003 以上方法存在的不足之处在于， 经烧瓶或开放式容器培养后的成熟藻液一次性 收集时， 所收集到的藻液中存在着处于不同生长阶段的藻种， 未加区分地一次性收集藻种 会使得培养的效率不高， 在操作的过程中， 与外界环境过多地接触， 容易受到外界环境的污 染， 当培养的藻种。
9、较多时， 这样的收集方式将造成人力、 物力的极大浪费。生产上利用土池 或水泥池的培养方式， 收集藻种时也会存在上述问题。 0004 存在以上问题的原因在于， 现有的单胞藻培养方法停留在实验室阶段， 单胞藻的 培养方式较落后， 未形成有效的生产模式， 这就造成单胞藻培养过程中藻液收集的环节未 得到重视， 收集藻液的过程也较为落后。 因而， 就会出现当单胞藻培养走向生产化、 批量化， 进行流水作业时， 现有的收集藻液的方式无法满足要求。 在这样的背景下， 开发出一套切实 有效的无菌、 封闭、 可控、 可连续的藻液连续收集方法和系统迫在眉睫。 发明内容 0005 本发明目的是提供一种单胞藻培养的藻液。
10、连续收集方法和系统， 以克服现有技术 的不足。 0006 本发明是通过以下技术方案实现的 ： 0007 一种单胞藻培养的藻液连续收集方法， 其特征在于包括以下步骤 ： 首先对培养单 胞藻的光生物反应器连续加注培养液而使光生物反应器中的液面上升， 同时自光生物反应 器下端气升部充气而使成熟的单胞藻上浮至光生物反应器的藻液排出管， 并流入收集支 路 ； 将各个收集支路中的藻液经收集主管汇入收集桶中沉淀 ； 并经泵将成熟的单胞藻汇集 至收集池中。 0008 为了使收集后的藻液有效浓缩， 减少藻液的体积， 以便于储存或运输， 可将收集池 中的藻液经泵输入高速离心机后进一步浓缩。 0009 为了给单胞藻。
11、的生长提供充足的氧气和二氧化碳， 使收集过程中的单胞藻维持正 常的生长， 上述收集池中设置气石以对收集池中的藻液充入二氧化碳和 / 或空气。 说 明 书 CN 102268375 B 3 2/4 页 4 0010 一种单胞藻培养的藻液连续收集系统， 包括悬挂在支架上的带有料液加入管和藻 液排出管的光生物反应器， 其特征在于所述的藻液排出管连接有收集支路， 所有收集支路 经收集主管通入收集桶， 该收集桶经泵与收集池连接。 0011 上述收集池还连接有高速离心机， 以对藻液进行浓缩， 减少体积， 而便于储存或运 输。 0012 为了有效控制流量， 上述藻液排出管为管外设有流量控制夹的软管。 001。
12、3 上述收集桶为底部呈倒圆锥形的圆柱体以便于汇聚藻液， 且收集桶内设有与泵 的开关相连的浮球开关， 可将收集桶中藻液的情况传递到泵的开关， 使得藻液在达到一定 的量时， 自动进入收集池中， 避免收集过程中藻液溢出收集容器， 实现了收集过程的自动控 制。 0014 考虑到为收集系统提供稳定的动力来源， 上述泵均为蠕动泵。 0015 上述收集池中还设有用于对收集池中的藻液进行充气的气石。 0016 上述收集池是底部呈倒圆锥状的圆柱形池子以便于汇聚藻液。 0017 本发明是针对单胞藻培养过程中， 光生物反应器中不仅有新生长的单胞藻， 指数 生长期的单胞藻， 也有成熟单胞藻， 经充气作用可使成熟单胞藻。
13、上浮， 随培养液经藻液排出 管进入收集系统的特点设计制造而成的。 0018 藻液连续收集方法科学合理， 针对系统的特点设计实施， 环环相扣、 密切关联、 逐 级放大， 系统性强， 便于生产性应用和规模化生产。可以将含有成熟单胞藻的藻液快速集 中， 经系统进入藻液收集桶， 并达到一定水位时， 会施加给浮球一个力量， 启动蠕动泵， 将多 个收集桶中的藻液集中到收集池中， 通过气石为收集池中的藻液充气， 维持所收集的单胞 藻的生长， 再将多个收集池中的藻液输入到高速离心机中， 实现藻液的浓缩， 浓缩后的藻液 便于采收和储运。 0019 藻液连续收集系统是结合料液加注系统和供气系统进行设计的， 三者紧。
14、密相关， 环环相扣。生产应用时， 经供气系统供气， 使所充气体推动成熟单胞藻上浮。同时， 持续加 注的培养液， 会使反应器内的液体体积增多， 液面上升， 增多后的液体会经藻液排出管携带 成熟单胞藻进入收集系统。此时， 新生的单胞藻和处于指数生长期的单胞藻会留在光生物 反应器中， 继续生长。 提高了所收集的成熟单胞藻的质量， 也有效维持了光生物反应器内部 反应体系的运转， 极大地提高了单胞藻培养的效率。 0020 藻液连续收集系统以加注的藻液为动力， 在气升的作用下， 推动成熟单胞藻流出， 进入略斜设计的收集支路， 便于藻液顺着收集支路流出， 进入收集桶。经分支， 还可汇集多 个收集支路而来的藻。
15、液。经动力作用， 可将收集桶中的成熟单胞藻进一步集中到大的收集 池中。经分支， 将多个收集桶中的藻液汇集到收集池。实现了收集系统的逐级放大和集成， 便于大批量收集成熟单胞藻。 最后， 经高速离心机可将所收集的大批藻液快速浓缩， 提高了 单胞藻收集的效率。 0021 藻液连续收集系统设计科学合理， 系统性强， 系统完全密封， 可避免受到外界环境 的污染。收集全过程可实现自动化， 可实现无人看护下的自动收集。整个收集过程中不引 入化学物质， 保证了单胞藻的绿色生产。 附图说明 说 明 书 CN 102268375 B 4 3/4 页 5 0022 图 1 是本发明的总体结构示意图。 0023 其中。
16、， 1、 料液加入管， 2、 光生物反应器， 3、 气升部， 4、 单胞藻， 5、 藻液排出管， 6、 收 集支路， 7、 收集主管， 8、 收集桶， 9、 泵， 10、 收集池， 11、 支架， 12、 流量控制夹， 13、 高速离心 机， 14、 泵， 15、 浮球开关， 16、 气石， 17、 分支， 18、 分支， 19、 充气管。 具体实施方式 0024 如图 1 所示， 一种单胞藻培养的藻液连续收集方法， 包括以下步骤 ： 首先对培养单 胞藻 4 的光生物反应器 2 连续加注培养液而使光生物反应器 2 中的液面上升， 同时自光生 物反应器2下端气升部3充气而使成熟的单胞藻上浮至光生。
17、物反应器2的藻液排出管5， 并 流入收集支路 6 ； 为了实现藻液收集的系统化， 使藻液收集在单胞藻的工业化生产上实现 流水作业和批量作业， 将各个收集支路6中的藻液经收集主管7汇入收集桶8中沉淀 ； 并经 泵 9 将成熟的单胞藻汇集至收集池 10 中， 从而可实现收集系统的多级放大。 0025 为了使收集后的藻液有效浓缩， 减少藻液的体积， 以便于储存或运输， 可将收集池 10 中的藻液经泵 14 输入高速离心机 13 后进一步浓缩。 0026 为了给单胞藻的生长提供充足的氧气和二氧化碳， 使收集过程中的单胞藻维持正 常的生长， 收集池 10 中还设有用于对收集池 10 中的藻液进行充气的气。
18、石 16。 0027 如图 1 所示， 一种单胞藻培养的藻液连续收集系统， 包括悬挂在支架 11 上的带有 料液加入管 1 和藻液排出管 5 的光生物反应器 2， 所述的藻液排出管 5 连接有收集支路 6， 所有收集支路6经收集主管7通入收集桶8 ； 为了将作为过渡装置的收集桶8中的藻液及时 收集到一起， 并为收集系统提供中继动力， 经泵 9 将收集桶 8 内的藻液汇集到收集池 10 中。 为了减少所收集藻液的体积， 便于储存和运输， 在泵14的作用下将收集池10内的藻液输入 高速离心机 13 中进一步浓缩。 0028 上述收集支路 6 与收集主管 7 的设计可以将多个光生物反应器 2 中的藻。
19、液集中收 集， 减少了整个系统所占空间。 0029 考虑到为收集系统提供稳定的动力来源， 结合生产实际， 所述的泵 9 和泵 14 均为 蠕动泵。 0030 为了有效控制流量， 上述藻液排出管 5 为管外设有流量控制夹 12 的软管。 0031 上述收集桶 8 为底部呈倒圆锥形的圆柱体以便于藻液的汇聚 ； 且收集桶 8 内设有 与泵9的开关相连的浮球开关15， 可将收集桶8中藻液的情况传递到泵9的开关， 使得藻液 在达到一定的量时， 自动进入收集池 10 中， 避免收集过程中藻液溢出收集容器， 实现了收 集过程的自动控制。 0032 为了有效收集藻液， 上述收集池10可以是容积5立方米底部呈倒。
20、圆锥形的圆柱形 池子 ； 同时为了使单胞藻在收集过程中， 继续维持其生长， 收集池 10 中可加入带充气管 19 的气石 16 对收集池进行充气。 0033 本系统充分利用了现有的用于培养单胞藻的光生物反应器， 将培养液的加注， 气 体的充入和藻液的收集形成一个统一的整体。培养液的加注与藻液的收集有机结合， 使加 入光生物反应器内的培养液与经藻液收集系统排出的液体的总量维持平衡。 成熟的单胞藻 上浮后， 可经收集系统收集， 不仅可使成熟的单胞藻快速有效地得以收集， 也使处于指数生 长期的单胞藻在光生物反应器中继续生长， 经充气和培养液的加注不断生长成熟， 维持单 说 明 书 CN 102268。
21、375 B 5 4/4 页 6 胞藻整个生长的平衡， 使系统设计和收集方法更趋合理。 实施例 0034 以现有的薄膜挂袋式单胞藻光生物反应器和挂袋式单胞藻培养支架为例 0035 如图1所示， 将光生物反应器2悬挂于支架11上， 可首先在光生物反应器2侧面的 料液加入管 1 处注入待培养的单胞藻 4 藻种， 藻液排出管 5 和收集支路 6 可略为倾斜， 以便 于藻液顺利流出， 减少收集系统前程的动力设置 ； 再将配比后的营养液经料液加入管 1 进 行加注， 在光生物反应器 2 中的液体达到所需的体积后， 控制加注速度， 所加注的培养液会 以同样的速率和体积经藻液排出管 5 排出。因此， 控制培养。
22、液的加注速度就可以控制藻液 的排出速度， 可通过连续加注培养液使培养单胞藻的光生物反应器 2 中的液面上升。 0036 将过滤后消毒并混合有二氧化碳的气体自光生物反应器2下端气升部3充入而使 成熟的单胞藻4上浮 ； 不断的充气还可使单胞藻在反应器内流转， 避免单胞藻4沉积在光生 物反应器 2 底部或者贴壁生长。 0037 考虑到生产化的流水作业和批量生产的需要， 也节省整个收集系统所需要的空 间， 收集的线路具体需要包括连接每个光生物反应器 2 的藻液排出管 5， 藻液排出管 5 为管 外设有流量控制夹 12 的软管， 可通过对流量控制夹的调节实现收集藻液的量的变化， 经藻 液排出管5排出的藻。
23、液的量要尽可能地设置得和连续加注培养液的量一致。 以一个支架11 为系统的一个单元， 一个支架 11 配有一个收集支路 6， 以收集该支架 11 上的所有光生物反 应器2内的藻液， 多个收集支路6最后汇集成收集主管7， 收集主管7应设有分支17以便随 时接入更多的收集支路 6。经收集桶 8 的中继储存后， 由泵 9 将成熟的单胞藻汇入收集池 10 中。系统集成度高， 层次区分明显， 可有效实现单胞藻生产的规模化。 0038 收集桶 8 设计成底部呈倒圆锥形的圆柱体， 这样可以使藻液的汇集更为便捷， 避 免单胞藻沉积于角落。当收集桶 8 中的藻液达到预定的水位时， 会启动桶内的与泵 9 的开 关。
24、相连的浮球开关 15， 而使泵 9 运行， 将收集桶 8 中的藻液汇入收集池 10 中。而收集桶 8 与收集池 10 之间的管路也可设有分支 18， 从而可以将多个收集桶 8 内的藻液收集。 0039 可在收集池 10 中加入带充气管 19 的气石 16， 通过不断的充气， 可为收集池 10 内 藻液提供充足的氧气和二氧化碳， 使单胞藻即使在收集过程中依然可以继续维持生长， 充 分利用了收集时间。 0040 收集池 10 中的藻液经泵 14 输入高速离心机 13 后进一步浓缩。采用的离心机浓 缩的技术是纯物理的方法， 在整个浓缩过程中不会有化学物质的引入， 可达到很高的浓缩 比例， 大大降低了藻液采收的难度， 减少了人力的消耗。 说 明 书 CN 102268375 B 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102268375 B 7 。