一种微藻养殖方法
【专利摘要】本发明提供了一种微藻养殖方法，涉及微藻养殖【技术领域】，能够降低微藻对其光合作用所产生的生物质的消耗，提高生物质的积累效率，促进微藻养殖产量的提高。本发明公开的微藻养殖方法包括：光照期间，向养殖体系中通加二氧化碳与稳定性气体的混合气；非光照期间，向所述养殖体系中通加有氧气体。本发明公开的微藻养殖方法适用于微藻养殖过程。
【专利说明】一种微藻养殖方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微藻养殖【技术领域】，尤其涉及一种微藻养殖方法。
【背景技术】
[0002]微藻是一类在陆地、海洋分布广泛、且营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。
[0003]目前，微藻养殖过程中，普遍采用向养殖体系中通加空气与二氧化碳混合气的方式进行培养，其中，空气主要用于满足曝气所产生的混合效果，二氧化碳主要用于为微藻正常生长提供碳固定来源及调整养殖体系的PH值等。
[0004]然而，曝气过程中带来的氧溶解于养殖体系，促进了微藻的呼吸作用及光呼吸，消耗了微藻光合作用所产生的能量，减少了生物质的积累，因而影响了微藻养殖产量的提高。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种微藻养殖方法，能够降低微藻对其光合作用所产生的生物质的消耗，提高生物质的积累效率，促进微藻养殖产量的提高。
[0006]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0007]本发明提供一种微藻养殖方法，具体包括:
[0008]光照期间，向养殖体系中通加二氧化碳与稳定性气体的混合气；
[0009]非光照期间，向所述养殖体系中通加有氧气体。
[0010]其中，所述向养殖体系中通加二氧化碳与稳定性气体的混合气具体包括:
[0011]确定养殖体系所需的通气量；
[0012]根据微藻细胞对pH值的需求，确定所述养殖体系所需的二氧化碳与稳定性气体的比例；
[0013]向所述养殖体系中通加所需通气量的、具有所述比例的二氧化碳与稳定性气体的混合气。
[0014]优选地，所述所需的二氧化碳与稳定性气体的比例为I?8:100。
[0015]在所述微藻养殖方法中，所述向所述养殖体系中通加有氧气体具体包括:
[0016]确定所述养殖体系所需的通气量；
[0017]向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体。
[0018]其中，所述向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体包括:
[0019]测定所述养殖体系中微藻细胞的耗氧速率；
[0020]确定所述养殖体系所需的氧气量；
[0021]向所述养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量的有氧气体。
[0022]具体地，所述向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体包括:
[0023]根据微藻细胞对pH值的需求，确定所述养殖体系所需的二氧化碳量；
[0024]向所述养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量及所需二氧化碳量的有氧气体。
[0025]上述微藻养殖方法中，所述有氧气体包括空气和氧气中的至少一种。
[0026]所述有氧气体还包括二氧化碳、稳定性气体中的至少一种。
[0027]上述向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体包括:
[0028]确定所述养殖体系所需的空气量；
[0029]当所需通气量大于所需空气量时，向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，其中，所述有氧气体为所需空气量和稳定性气体的混合气；
[0030]当所需通气量小于等于所需空气量时，向所述养殖体系中通加所需通气量的空气。
[0031]具体地，所述向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体包括:
[0032]确定所述养殖体系所需的二氧化碳量；
[0033]当所需通气量大于所需空气量和所需二氧化碳量之和时，向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，其中，所述有氧气体为所需空气量、所需二氧化碳量和稳定性气体的混合气；
[0034]当所需通气量小于等于所需空气量和所需二氧化碳量之和、且大于所需空气量时，向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，其中，所述有氧气体为所需空气量和二氧化碳的混合气。
[0035]本发明实施例提供的微藻养殖方法，光照期间向养殖体系通加二氧化碳与稳定性气体的混合气，其中，二氧化碳为微藻进行光合作用提供了充足的碳源，并有效地调节了养殖体系的PH值；微藻光合作用所产生的氧气，能够满足其自身呼吸作用及光呼吸所需的氧气，从而保证了微藻的正常生长；曝气过程中仅使用二氧化碳与稳定性气体的混合气，而避免使用氧气或空气，大大降低了光照期间养殖体系中的溶氧浓度，从而有效地减少了光照期间微藻的无效呼吸作用和光呼吸，因而减少了生物质消耗，提高了光合作用的生物质积累效率，从而促进了微藻养殖产量的提高；非光照期间，由于微藻不进行光合作用，此时，向养殖体系通加有氧气体，保证了微藻呼吸作用对氧的需求，以满足微藻细胞的正常代谢；也就是说，本发明实施例提供的微藻养殖方法，通过在光照期间和非光照期间分别通加不同的气体，在保持微藻细胞正常生长的同时有效地抑制了呼吸作用和光呼吸作用对光合作用中所生成的生物质的消耗，促进了总生物质的积累，进而促进微藻养殖产量的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本发明实施例提供的一种微藻养殖方法的示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]如图1所示，本发明实施例提供了一种微藻养殖方法，具体包括:
[0040]光照期间，向养殖体系中通加二氧化碳与稳定性气体的混合气；
[0041]非光照期间，向养殖体系中通加有氧气体。
[0042]本发明实施例提供的微藻养殖方法，光照期间向养殖体系通加二氧化碳与稳定性气体的混合气，其中，二氧化碳为微藻进行光合作用提供了充足的碳源，并有效地调节了养殖体系的PH值；微藻光合作用所产生的氧气，能够满足其自身呼吸作用所需的氧气，从而保证了微藻的正常生长；曝气过程中仅使用二氧化碳与稳定性气体的混合气，而避免使用氧气或空气，大大降低了光照期间养殖体系中的溶氧浓度，从而有效地减少了光照期间微藻的无效呼吸作用，因而减少了生物质消耗，提高了光合作用的生物质积累效率，从而促进了微藻养殖产量的提高；非光照期间，由于微藻不进行光合作用，此时，向养殖体系通加有氧气体，保证了微藻呼吸作用对氧的需求，以满足微藻细胞的正常代谢；也就是说，本发明实施例提供的微藻养殖方法，通过在光照期间和非光照期间分别通加不同的气体，在保持微藻细胞正常生长的同时有效地抑制了呼吸作用对光合作用中所生成的生物质的消耗，促进了总生物质的积累，进而促进微藻养殖产量的提高。
[0043]具体地，微藻在可见光的照射下可进行光合作用，即将二氧化碳和水转化为储存能量的有机物，并释放出氧气，其反应式如下:
[0044]6C02+12H20 — 602+6H20+C6H1206
[0045]微藻主要通过光合作用积累生物质，实现生物量的增加，该过程是提高微藻养殖广量的关键。
[0046]另外，微藻正常生长过程中，还进行呼吸作用，以为其生命活动提供能量，同时也为其体内的其他化合物的合成提供原料。呼吸作用时，微藻体内的有机物经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并释放出能量，其反应式如下:
[0047]C6H1206+602 — 6C02+6H20+ 能量
[0048]微藻养殖过程中，呼吸作用是消耗生物质的重要反应。经过光合作用固定的生物质经呼吸作用消耗后，总生物量的积累大大降低，因此，呼吸作用成为影响微藻养殖产量的重要负反应之一。
[0049]而且，光照期间，微藻还有可能会发生光呼吸，进一步消耗了能量。所谓光呼吸，是指所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程，它是卡尔文循环中一个损耗能量的副反应。光呼吸过程中氧气被消耗，并且会生成二氧化碳，该过程会抵消约30%的光合作用。
[0050]本发明实施例中，光照期间，向养殖体系中通加二氧化碳与稳定性气体的混合气，而避免引入氧气，从而促进微藻的光合作用、而大大减少其无效的呼吸作用及光呼吸，从而提闻微操的有效生物质积累，促进养殖广量的提闻。
[0051]需要说明的是，本发明实施例中，稳定性气体是指安全、不易发生反应、且不含有氧气的气体，例如可以是氮气和惰性气体，其中，惰性气体可以为氩气、氦气等，本发明对此不作限定。
[0052]上述方法中，在光照期间向养殖体系中通加二氧化碳与稳定性气体的混合气具体可以包括:
[0053]确定养殖体系所需的通气量；
[0054]根据微藻细胞对pH值的需求，确定养殖体系所需的二氧化碳与稳定性气体的比例；
[0055]向养殖体系中通加所需通气量的、具有上述比例的二氧化碳与稳定性气体的混合气。
[0056]其中，通气量是指单位时间通加到养殖体系中的气体体积。养殖体系所需的通气量是根据养殖体系的养殖规模确定的，其中，养殖规模主要是指养殖体系中藻液的体积大小；如若养殖规模较大，则需要向养殖体系中通加较大的通气量，以便实现预期的曝气效果，即实现养殖体系中藻液的充分运动、以避免藻液沉降，并能够提供充足的二氧化碳以满足此养殖规模下的微藻生长；反之，如若养殖规模较小，则只需向养殖体系中通加较小的通气量，就可以实现预期的曝气效果，并能够提供充足的二氧化碳以满足此养殖规模下的微藻生长。
[0057]也就是说，当养殖规模确定之后，其所需的通气量也就确定了，这是本领域技术人员所公知的，本发明对此不再详细描述。
[0058]所需通气量确定后，根据微藻细胞对pH值的需求确定藻液的pH值，然后由藻液的PH值确定需要溶解于藻液中的二氧化碳的气体体积，进而根据所需的通气量及所需的二氧化碳的体积，确定向养殖体系通加气体时所需的二氧化碳的比例，即所需的二氧化碳与稳定性气体的比例。
[0059]需要说明的是，二氧化碳与稳定性气体的比例还与不同微藻细胞消耗二氧化碳的速率、二氧化碳的气体来源组成直接相关；当通加的二氧化碳被微藻细胞消耗后，溶于养殖体系内的其他二氧化碳进一步反映到PH值上，因此，可以说二氧化碳的通加比例直接影响养殖体系的pH值。
[0060]一般情况下，不同的微藻细胞进行正常生长所需的适宜pH值是不同的，因而不同微藻细胞的养殖体系所需的PH值也是不同的，因此，不同微藻细胞所需的二氧化碳的比例也是不同的。具体地，当养殖体系所需的PH值偏小时，二氧化碳的比例大一些；当养殖体系所需的PH值偏大时，二氧化碳的比例偏小一些。因此，针对不同的微藻细胞，混合气中的二氧化碳比例可以随微藻所需的PH值变化而变化，具体地，混合气中二氧化碳的比例可以是0.1% ?100%。
[0061]例如，当培养的微藻细胞为拟微绿球藻、原始小球藻等时，其正常生长所需的适宜PH值范围一般是6?8，即它们的养殖体系所需的pH值范围一般是6?8，在该pH值范围时通加的混合气中二氧化碳的比例通常为1%?8% (即二氧化碳与稳定性气体的比例通常为 I ?8:100)，具体地可以是 1%,2%,3%,4%,5%,6%,7%,8%0
[0062]在确定所需通气量及混合气中二氧化碳的比例后，即可向养殖体系中通加所需通气量的、具有上述比例的二氧化碳与稳定性气体的混合气。通加该二氧化碳与稳定性气体的混合气后，一方面了满足了曝气所产生的混合效果，使气体与藻液充分接触，防止微藻沉淀，避免藻液因不能充分利用光能及营养物质进而影响微藻生长，同时二氧化碳为微藻进行光合作用提供了无机碳源，并且还调节了养殖体系的PH值；且二氧化碳与稳定性气体均为无氧气体，该混合气在曝气过程避免了有氧气体溶解于养殖体系，有效降低了养殖体系中的溶氧浓度，因此可有效抑制微藻的光呼吸以及无效呼吸作用，进而减少了对光合作用中所生成的生物质的消耗。
[0063]在上述微藻养殖方法中，非光照期间向养殖体系中通加有氧气体具体可以包括:
[0064]确定养殖体系所需的通气量；
[0065]向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体。
[0066]呼吸作用能够为微藻正常生长提供能量以及为体内其他化合物的合成提供所需的原料。在非光照期间，根据养殖体系所需通气量向养殖体系通加有氧气体，满足了细胞在非光照期间呼吸作用对氧的需求，维持细胞的正常代谢，同时还可以为微藻细胞的次日正常生长提供所需原料。
[0067]其中，非光照期间向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体可以包括:
[0068]测定养殖体系中微藻细胞的耗氧速率；
[0069]确定养殖体系所需的氧气量；
[0070]向养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量的有氧气体。
[0071]微藻细胞的耗氧速率为单位体积藻液单位时间的耗氧量，耗氧速率大则表示单位体积藻液单位时间的耗氧量较大，反之，耗氧速率小则表示单位体积藻液单位时间的耗氧量较小，从而可通过检测微藻细胞的耗氧速率来确定养殖体系所需的氧气量。
[0072]具体地，对于养殖体系中微藻细胞的耗氧速率的测定方法，是本领域技术人员所公知的常用方法，比如:溶氧电极等，本发明对此不再详细描述。
[0073]在确定养殖体系所需氧气量后，即可向养殖体系通加所需通气量的、含有所需氧气量的有氧气体。这样，严格控制养殖体系中的溶氧，从而控制微藻的呼吸作用，即:在保证微藻正常生命活动的条件下，尽量减少其呼吸作用，以减少生物质消耗，从而促进微藻产量的提闻。
[0074]需要说明的是，本发明实施例中，有氧气体是指含有氧气的气体，比如可以包括空气和氧气中的至少一种，优选地，可以是空气，空气与氧气相比具有低廉的工业价格，从而可以降低微藻养殖的投入成本。
[0075]进一步地，本发明实施例中，有氧气体还可以包括二氧化碳、稳定性气体中的至少一种，其中，稳定性气体如上文所述，是指氮气、氩气、氦气等安全、不易发生反应、且不含有氧气的气体，对此，在下面的内容中将会具体介绍。
[0076]具体地，本发明实施例所述的向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体可以以多种方式实现，本发明对此不作限定，例如:
[0077]当使用氧气(即纯氧气)向养殖体系中通加时，向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体可以具体包括:
[0078]确定养殖体系所需的氧气量；
[0079]当所需通气量大于所需氧气量时，向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，该有氧气体由所需氧气量的氧气和稳定性气体组成，如通加所需氧气量的氧气与氮气的混合气，以同时满足微藻对氧的需求以及养殖体系对曝气效果的需求；
[0080]当所需通气量等于所需氧气量时(该情况极少发生)，向养殖体系中通加所需通气量的氧气。
[0081]或者，本发明还可以使用空气向养殖体系中通加，即利用空气中的氧气为微藻提供所需的氧，以降低养殖成本。此时向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体可以具体包括:
[0082]确定养殖体系所需的空气量；具体地，该所需空气量可以根据上述所需氧气量来确定，即，先确定所需氧气量，然后根据公式:所需空气量=所需氧气量/21%，来确定所需空气量；或者，该所需空气量也可以通过其他方式来确定，比如可以直接根据本领域技术人员的经验确定，而无需事先确定所需氧气量；
[0083]当所需通气量大于所需空气量时，向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，其中，有氧气体为所需空气量和稳定性气体的混合气；也就是说，当所需通气量大于所需空气量时，还可以通加其他气体以满足养殖体系曝气所产生的混合效果，其中，其他气体可以为氮气、氩气、氦气中的至少一种；
[0084]当所需通气量小于等于所需空气量时，向养殖体系中通加所需通气量的空气；或者，向养殖体系中通加所需空气量的空气。
[0085]还需指出的一点是，非光照期间pH值也是需要考虑的参数。例如，当pH值超出微藻正常生长所需的适宜pH值范围时，需要通加一定量的二氧化碳进行调节，且二氧化碳的通加量具体可以根据养殖体系PH值变化情况来确定。因此，具体地，上述所述的非光照期间向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体可以包括:
[0086]根据微藻细胞对pH值的需求，确定养殖体系所需的二氧化碳量；
[0087]向养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量及所需二氧化碳量的有氧气体。
[0088]这样，非光照期间向养殖体系中通加的有氧气体中同时包含氧气和二氧化碳，以满足微藻在非光照期间的呼吸作用和所需的PH值，以保证微藻细胞的正常代谢，从而不影响次日的正常养殖。
[0089]具体地，非光照期间向养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量及所需二氧化碳量的有氧气体可以通过多种方式实现，本发明对此不作限定，例如:
[0090]当使用氧气(即纯氧气)向养殖体系中通加时:
[0091]首先，确定养殖体系所需的通气量；
[0092]其次，确定养殖体系所需的氧气量，具体地，所需氧气量可以根据耗氧速率进行计算，也可直接根据本领域技术人员的经验进行确定；
[0093]然后，根据微藻细胞对pH值的需求确定养殖体系所需的二氧化碳量；
[0094]最后，通加所需通气量的有氧气体，该有氧气体含有所需氧气量及所需二氧化碳量、以及稳定性气体，其中，稳定性气体的量=所需通气量-所需氧气量-所需二氧化碳量，并且稳定性气体可以是氮气、氩气或氦气中的至少一种，这样，该有氧气体可同时满足养殖体系中微藻对氧气的需求、对PH的需求以及对曝气效果的需求。
[0095]当使用空气向养殖体系中通加时，即利用空气中的氧气为微藻提供所需的氧，以降低养殖成本:
[0096]首先，确定养殖体系所需的通气量；
[0097]其次，确定养殖体系所需的空气量；具体地，该所需空气量可以根据上述所需氧气量来确定，即，先确定所需氧气量，然后根据公式:所需空气量=所需氧气量/21%，来确定所需空气量；或者，该所需空气量也可以通过其他方式来确定，比如可以直接根据本领域技术人员的经验确定，而无需事先确定所需氧气量；
[0098]然后，确定所需二氧化碳量，具体地，如上所述，可以根据上述所说的根据微藻细胞对pH值的需求来确定；
[0099]最后，通加所需通气量的有氧气体，该有氧气体含有所需氧气量及所需二氧化碳量、以及稳定性气体，其中，稳定性气体的量=所需通气量-所需空气量-所需二氧化碳量。例如，通加所需通气量的、含有所需氧气量的空气、所需二氧化碳量的二氧化碳和氮气，这样，该有氧气体可同时满足养殖体系中微藻对氧气的需求、对PH的需求以及对曝气效果的需求。
[0100]或者，在本发明实施例中，由于光照期间二氧化碳与稳定性气体的混合气的加入已将藻液PH值控制在适宜的范围内，同时非光照期间无光照时藻液的pH值并不会出现较大波动，因而，二氧化碳在非光照期间并不是必须的，因此，非光照期间向养殖体系中通加的有氧气体中可以不含有二氧化碳，也可以含有少量的二氧化碳。
[0101]因此，具体地，非光照期间向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体可以包括:
[0102]根据微藻细胞对pH值的需求，确定养殖体系所需的二氧化碳量；
[0103]向养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量及所需二氧化碳量的有氧气体，或者向养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量及二氧化碳的有氧气体(表示此时二氧化碳的量小于所需的二氧化碳的量，或者也可能是零)。
[0104]具体地，非光照期间向养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量及所需二氧化碳量的有氧气体，或者向养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量及二氧化碳的有氧气体可以通过多种方式实现，本发明对此不作限定，例如:
[0105]当使用氧气(即纯氧气)向养殖体系中通加时:
[0106]若所需通气量大于所需氧气量和所需二氧化碳量之和时，向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，且该有氧气体由所需氧气量的氧气、所需二氧化碳量的二氧化碳和稳定性气体组成，例如，向养殖体系中通加所需氧气量的氧气、所需二氧化碳量的二氧化碳和氮气以同时满足微藻对氧的需求、对PH值的需求、以及养殖体系对曝气效果的需求；
[0107]若所需通气量小于等于所需氧气量和所需二氧化碳量之和、且大于所需空氧气量时，向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，其中，所述有氧气体为所需空气量氧气量的氧气和二氧化碳的混合气，且二氧化碳的量=所需通气量-所需空气量。
[0108]当使用空气向养殖体系中通加时，即利用空气中的氧气为微藻提供所需的氧，以降低养殖成本:
[0109]首先，确定养殖体系所需的空气量；
[0110]然后,确定养殖体系所需的二氧化碳量；
[0111]若所需通气量大于所需空气量:
[0112]当所需通气量大于所需空气量和所需二氧化碳量之和时，向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，其中，有氧气体为所需空气量、所需二氧化碳量和稳定性气体的混合气，也就是说，当所需通气量大于所需空气量+所需二氧化碳量时，还可以通入稳定性气体以满足微藻为进行呼吸作用对氧气的需求、满足微藻细胞正常生长对PH值的需求，同时还满足养殖体系曝气所产生的混合效果，其中，稳定性气体可以是氮气、氩气中的至少一种；
[0113]当所需通气量小于等于所需空气量和所需二氧化碳量之和、且大于所需空气量时，向养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，其中，有氧气体为所需空气量和二氧化碳的混合气，且二氧化碳的量=所需通气量-所需空气量。
[0114]若所需通气量小于等于所需空气量:
[0115]向养殖体系中通加所需通气量的空气，即首先满足微藻对氧气的需求，其次满足其对PH值的需求，这主要是因为经验得知，非光照期间微藻体系的pH变化较小，所需的二氧化碳量较小，即使不通加二氧化碳，也不会对微藻产生较大损害。
[0116]综上所述，本发明的主旨在于，在不影响微藻活性的前提下，通过不同时期向养殖体系通加不同的气体，以调控养殖体系的溶氧含量，从而降低微藻的无效呼吸作用及光呼吸，从而减少生物质的消耗，进而促进广量的提闻。
[0117]需要说明的是，本发明实施例中，光照期间是指有光照射的时候，比如为白天，而非光照期间是指没有光照射的时候，比如为夜晚。
[0118]下面通过具体实施例进一步详细说明本发明实施例提供的微藻养殖方法。
[0119]实施例1
[0120]采用1cm板式反应器培养拟微绿球藻，其生长所需的适宜PH值范围是6?8，养殖规模为15L，养殖体系所需的通气量为0.3vvm，气体的通加速率设定为0.27m3/h。
[0121]试验组一:
[0122]光照期间，通加所需通气量的3%二氧化碳与97%氮气的混合气,养殖体系的微藻养殖PH值范围在6.5?7.5之间，生长过程中，该条件满足微藻细胞对生长的需求；
[0123]非光照期间，通加所需通气量的1%二氧化碳与99%空气，养殖体系的pH值范围在7?8之间，生长过程中，该条件满足微藻细胞对生长的需求。
[0124]以该方式连续培养若干批次，每批次养殖周期为7天，每批次结束后测定微藻的养殖产量，最后计算得出平均产量为2.5g/L/d。
[0125]试验组二:
[0126]光照期间，通加所需通气量的3%二氧化碳与97%氮气的混合气，养殖体系的微藻养殖PH值范围在6.5?7.5之间，生长过程中，该条件满足微藻细胞对生长的需求；
[0127]非光照期间，通加所需通气量的1%二氧化碳与99%氮气，养殖体系的pH值范围在7?8之间，生长过程中，该条件满足微藻细胞对生长的需求。
[0128]以该方式连续培养若干批次，每批次养殖周期为7天，每批次结束后测定微藻的养殖产量，最后计算得出平均产量为2.3g/L/d。
[0129]对照组:
[0130]光照期间，通加所需通气量的3%二氧化碳与97%空气的混合气，养殖体系的微藻养殖PH值范围在6.5?7.5之间，生长过程中，该条件满足微藻细胞对生长的需求；
[0131]非光照期间，通加所需通气量的I %二氧化碳与99%空气，养殖体系的pH值范围在7?8之间，生长过程中，该条件满足微藻细胞对生长的需求。
[0132]以该方式连续培养若干批次，每批次养殖周期为7天，每批次结束后测定微藻的养殖产量，最后计算得出平均产量为2g/L/d。
[0133]由上述结果可知:与对照组的微藻养殖的平均产量相比，试验组一的平均产量提高了 25%;试验组二的平均产量提高了 15%，可见，在光照期间通加二氧化碳与氮气的混合气，而避免引入氧气时，可以有效地提高微藻的产量，这主要是由于光照期间有效地减少了光呼吸及无效的呼吸作用，从而减少了生物质的消耗，从而促进了产量的提高；同时，由试验组一与试验组二的数据可知，非光照期间通加氧气时，能够更有效地提高微藻的产量，这主要是由于通加的氧气满足了微藻呼吸作用对氧的需求，从而保证了微藻的正常代谢，进而不影响次日的正常养殖。
[0134]实施例2
[0135]采用3cm管式反应器培养原始小球藻，其生长所需的适宜pH值范围是6?8，养殖规模为800mL，养殖体系所需的通气量为lvvm，气体的通加速率设定为0.048m3/h。
[0136]试验组:
[0137]光照期间，通加所需通气量的5%二氧化碳与95%氮气,养殖体系的微藻养殖pH值范围为6?7之间，生长过程中，该条件满足微藻细胞对生长的需求；
[0138]非光照期间，采用溶氧电极检测微藻细胞的耗氧速率，根据耗氧速率确定所需氧气量，然后计算所需空气量，并确定所需通气量中通加的空气的比例。耗氧速率检测结果为0.02g氧/L藻液，确定通加的空气的比例为4.2 %。
[0139]因此，非光照期间，通加所需通气量的4.2%空气与95.8%氮气，养殖体系的pH值在6?7之间，生长过程中，该条件满足微藻细胞对生长的需求。
[0140]以该方式连续培养若干批次，每批次养殖周期为5天，每批次结束后测定微藻的养殖产量，最后计算出平均产量为1.55g/L/d。
[0141]对照组:
[0142]光照期间，通加所需通气量的5%二氧化碳与95%空气，养殖体系的微藻养殖pH值范围为6?7之间，生长过程中，该条件满足微藻细胞对生长的需求；
[0143]非光照期间，通加所需通气量的3 % 二氧化碳与97 %空气，养殖体系的pH值范围在7?8之间，生长过程中，该条件满足微藻细胞对生长的需求。
[0144]以该方式连续培养若干批次，每批次养殖周期为5天，每批次结束后测定微藻的养殖产量，最后计算出平均产量为1.35g/L/d。
[0145]由上述结果可知，与对照组的微藻养殖的平均产量相比，试验组的平均产量提高了 11%，由此可见，在光照期间通加二氧化碳与氮气的混合气，而避免引入氧气时，可以有效地提高微藻的产量，这主要是由于光照期间有效地减少了光呼吸及无效的呼吸作用，减少了生物质的消耗，从而促进了产量的提高；同时，非光照期间，测定养殖体系中微藻细胞的耗氧速率，根据耗氧速率严格确定养殖体系所需的氧气量，这样，精确控制养殖体系中的溶氧，从而控制微藻的呼吸作用，即:在保证微藻正常生命活动的条件下，最大限度减少其呼吸作用，以减少生物质消耗，从而促进微藻产量的提高。
[0146]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种微藻养殖方法，其特征在于，包括: 光照期间，向养殖体系中通加二氧化碳与稳定性气体的混合气； 非光照期间，向所述养殖体系中通加有氧气体。
2.根据权利要求1所述的微藻养殖方法，其特征在于，所述向养殖体系中通加二氧化碳与稳定性气体的混合气具体包括: 确定养殖体系所需的通气量； 根据微藻细胞对PH值的需求，确定所述养殖体系所需的二氧化碳与稳定性气体的比例； 向所述养殖体系中通加所需通气量的、具有所述比例的二氧化碳与稳定性气体的混合气。
3.根据权利要求2所述的微藻养殖方法，其特征在于，所述比例为I?8:100。
4.根据权利要求1?3中任意一项所述的微藻养殖方法,其特征在于,所述向所述养殖体系中通加有氧气体具体包括: 确定所述养殖体系所需的通气量； 向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体。
5.根据权利要求4所述的微藻养殖方法，其特征在于，所述向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体包括: 测定所述养殖体系中微藻细胞的耗氧速率； 确定所述养殖体系所需的氧气量； 向所述养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量的有氧气体。
6.根据权利要求5所述的微藻养殖方法，其特征在于，所述向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体包括: 根据微藻细胞对PH值的需求，确定所述养殖体系所需的二氧化碳量； 向所述养殖体系中通加所需通气量的、含有所需氧气量及所需二氧化碳量的有氧气体。
7.根据权利要求1?3中任意一项所述的微藻养殖方法,其特征在于,所述有氧气体包括空气和氧气中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的微藻养殖方法，其特征在于，所述有氧气体还包括二氧化碳、稳定性气体中的至少一种。
9.根据权利要求4所述的微藻养殖方法，其特征在于，所述向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体包括: 确定所述养殖体系所需的空气量； 当所需通气量大于所需空气量时，向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，其中，所述有氧气体为所需空气量和稳定性气体的混合气； 当所需通气量小于等于所需空气量时，向所述养殖体系中通加所需通气量的空气。
10.根据权利要求9所述的微藻养殖方法，其特征在于，所述向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体具体包括: 确定所述养殖体系所需的二氧化碳量； 当所需通气量大于所需空气量和所需二氧化碳量之和时，向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，其中，所述有氧气体为所需空气量、所需二氧化碳量和稳定性气体的混合气; 当所需通气量小于等于所需空气量和所需二氧化碳量之和、且大于所需空气量时，向所述养殖体系中通加所需通气量的有氧气体，其中，所述有氧气体为所需空气量和二氧化碳的混合气。
【文档编号】C12N1/12GK104250617SQ201410471901
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】冯倩, 耿金峰, 杨巧利, 马欣欣, 杨建强, 张凯, 王冰 申请人:新奥科技发展有限公司