新型盘管微藻养殖机的技术特点和应用

卢运明 张碧松 熊 　伟

（深圳市绿得宝保健食品有限公司，广东 深圳 518116）

新型盘管微藻养殖机的技术特点和应用

卢运明 张碧松 熊 伟

（深圳市绿得宝保健食品有限公司，广东 深圳 518116）

本藻中富含蛋白、脂肪、多糖、维生素、抗氧化物质、色素、微量元素等，营养价值可与肉蛋奶类食品相媲美。随着健康养殖的理念在水产养殖中日益受到重视，微藻在不久的将来必将产生巨大的应用市场。微藻养殖离不开微藻养殖机，本文介绍了一种新型的盘管微藻养殖机。首先介绍了新型的盘管微藻养殖机的技术特点，包括：新型的盘管微藻养殖机的结构，新型的盘管微藻养殖机的工作方式和新型的盘管微藻养殖机的技术特点。然后介绍了型盘管微藻养殖机的应用领域，主要包括：藻类、光合细菌、光合生物的科学培养和研究；各种高纯度、大容量的光合微生物原种的扩繁培育；为螺旋藻、雨生红球藻、小球藻、盐藻、光合细菌等已经进入产业化的项目采用，生产出更高质量、更加稳定的健康食品级和药用级产品；水产育苗中单胞藻的培养、高浓度生产，某些海藻球状体培养和扩繁保存；鲜食性微藻产品的生产；治理环保和生态循环利用的多种微藻高纯度、快速繁育。

盘管；微藻养殖机；技术特点；应用

在地球上所有能进行光合作用的绿色生物中，光合微生物、尤其像藻类光合细菌等具有极高的光能转化效率，光能转化效率能够达到15%～18%，相比之下，我们常见的农作物光能转化效率只有1%～5%。这些微生物能够利用简单的无机盐，在适宜的温度、水气条件下，短期内生产出大量的生物质，其生物产量约占到全部生物总量的2/3。因此这些光合微生物将成为人们利用太阳能来制造食品、饲料、能源、水产饵料、药品和含有各种生物活性物质健康产品的巨大潜力所在。而且能在生态物质循环利用方面发挥巨大作用。为了能达到高光效、高产量、高质量、低能耗的工业化生产，国内外都把研发封闭式光合反应器作为实现产业化的关键装备。从目前现状来看，以管道式光合反应器发展最快，最具应用发展前景。然而，制约管道式光合反应器发展的瓶颈技术：活性氧的及时排除问题、动力系统对细胞造成剪切力损伤问题、能耗较高、管道较难清洗和不能完全封闭式运转等难题一直没有得到根本的解决，制约了产业的发展。为了避免管道式光合反应器的技术瓶颈，实现高光效、高产量、高质量、低能耗的光能转化，本文重点介绍了新型盘管微藻养殖机的技术特点和应用，希望通过本文的介绍，为新型盘管微藻养殖机的技术研发和应用提供理论依据和指导意见。

一、新型盘管微藻养殖机的技术特点

新型盘管微藻养殖机是基于空气动力学原理，采用负压驱动和智能化控制技术，在立式透明盘旋管道光合反应器内，实现了养殖液的往返式流动和整体循环流动，并对管内气体的排出和外部气体的进入交换能够进行精细调控的新型光合微生物养殖机制造技术，采取模块式的生产部件组合，可实现大规模的现代化工业生产。

1.新型盘管微藻养殖机的结构

新型盘管微藻养殖机养殖机主要包括：进气电磁阀、真空泵、空气过滤器、排液阀、负压贮液管、光源、光合反应管、止回阀、常压贮液管、反应自动控制箱和理化指标在线监测仪。上述多个结构相互连接配合构成了新型盘管微藻养殖机。基于新型盘管微藻养殖机的结构特点，使得其具备耗能极低、结构简单、应用面广、容易进行标准化生产组装的特点，为光合微生物大规模的工业生产装备制造提供了全套先进技术，如图1所示。

2.新型盘管微藻养殖机的工作方式介绍（图2、图3、图4）

图1　新型盘管微藻养殖机整体结构设计图

图2　新型盘管微藻养殖机工作流程图

图3　新型盘管微藻养殖机动力控制设计图

图4　新型盘管微藻养殖机在线检测项目图

新型盘管微藻养殖机的工作一共分为7步：第一步，设定新型盘管微藻养殖机自动运行程序；第二步，接通新型盘管微藻养殖机的电源，并开启新型盘管微藻养殖机的工作开关；第三步，开启真空泵开关，使真空泵开始工作，过滤空气进入新型盘管微藻养殖机；第四步，新型盘管微藻养殖机内藻液在空气的推动下经由常压贮液管道通过光反应器管道进入到负压贮压贮液管；第五步，真空泵定时关闭，进气电磁阀开启，进气电磁阀开启，空气进入负压贮液管，培养液自动流入常压贮液管；第六步，藻液定时不断地通过光反应器循环流动，进行光合作用，同时排出光合作用产生的氧气，达到快速生长的目的；第七步，藻液定期采收，消毒灭菌、补料、清洗，实现长期高效养殖各类微藻。

3.新型盘管微藻养殖机的技术特点

新型盘管微藻养殖机采用真空负压式的动力驱动，保证光合作用产生的氧气能够及时有效地排出。能耗很低，只相当于现有光合反应器动力的1/10至1/20。下面对新型盘管微藻养殖机的技术特点进行总结，包括如下几方面：

第一方面：培养液中的光合生物细胞只和空气进行接触，剪切力很小，而且可以通过新型盘管微藻养殖机进行精细调节，对细胞的损伤极微，光合效率极高。

第二方面，新型盘管微藻养殖机整体结构简单，有利于进行机械安装和维修，造价极低的同时降低了安装二环维修的费用。

第三方面，新型盘管微藻养殖机的管道采用垂直管道结构，转角处采用科学合理的倒角处理，方便管道清洗，清洗速度快且容易清洗彻底。

第四方面，新型盘管微藻养殖机采用先进的闭合技术，保证整个新型盘管微藻养殖机的整机运转过程处于全封闭状态，有利于提高光能的转化效率。

第五方面，新型盘管微藻养殖机可达到高洁净度的纯培养，含有空气净化，培养液动态灭菌装置。

第六方面，新型盘管微藻养殖机的规格可以根据生产的需要进行调整，根据水体规模的不同，制作成规格不同的机型，供用户使用。目前，新型盘管微藻养殖机适用于从几十公斤至几十吨的水体规模。

第七方面，新型盘管微藻养殖机可根据使用需求，方便快捷地进行拓展。例如，可以增加人工光源、在线检测、二氧化碳气吸收自动调控等装置，有利于新型盘管微藻养殖机全自动的长期高效、连续地生产。

二、新型盘管微藻养殖机的应用

鉴于新型盘管微藻养殖机的结构特点、工作方式和技术特点，新型盘管微藻养殖机的应用领域十分广泛，下面对新型盘管微藻养殖机的主要应用进行介绍。

第一，新型盘管微藻养殖机可应用于藻类、光合细菌、光合生物的科学培养和研究。

第二，新型盘管微藻养殖机可应用于各种高纯度、大容量的光合微生物原种的扩繁培育。

第三，新型盘管微藻养殖机为螺旋藻、雨生红球藻、小球藻、盐藻、光合细菌等已经进入产业化的项目采用，生产出更高质量、更加稳定的健康食品级和药用级产品。

第四，新型盘管微藻养殖机应用于水产育苗中单胞藻的培养、高浓度生产，某些海藻球状体培养和扩繁保存。

第五，新型盘管微藻养殖机应用于鲜食性微藻产品的生产。

第六，新型盘管微藻养殖机应用于治理环保和生态循环利用的多种微藻高纯度、快速繁育。

结语

研究表明，光合微生物、尤其像藻类光合细菌等的光能转化效率要远远高于一般农作物的光能转化效率。利用光合微生物、尤其像藻类光合细菌等制造食品、饲料、能源、水产饵料、药品和含有各种生物活性物质健康产品存在无限潜力。传统的管道式光合反应器已经步入发展瓶颈期。本文重点介绍了新型盘管微藻养殖机，通过新型盘管微藻养殖机实现高光效、高产量、高质量、低能耗的光能转化。本文首先介绍并分析了新型盘管微藻养殖机的技术特点，新型盘管微藻养殖机是基于空气动力学原理，采用负压驱动和智能化控制技术，在立式透明盘旋管道光合反应器内，实现了养殖液的往返式流动和整体循环流动，并对管内气体的排出和外部气体的进入交换能够进行精细调控的新型光合微生物养殖机制造技术，采取模块式的生产部件组合，可实现大规模的现代化工业生产。然后介绍了新型盘管微藻养殖机的应用范围，鉴于新型盘管微藻养殖机的结构特点、工作方式和技术特点，新型盘管微藻养殖机的应用领域十分广泛，可应用于藻类、光合细菌、光合生物的科学培养和研究；各种高纯度、大容量的光合微生物原种的扩繁培育；为螺旋藻、血球藻、小球藻、盐藻、光合细菌等已经进入产业化的项目采用，生产出更高质量、更加稳定的健康食品级和药用级产品；水产育苗中单胞藻的培养、高浓度生产，某些海藻球状体培养和扩繁保存；鲜食性微藻产品的生产和治理环保和生态循环利用的多种微藻高纯度、快速繁育等。

[1]刘灵丰.螺旋盘管式微藻光生物反应器内两相流动及固碳特性研究[D].重庆大学，2012.

[2]李志勇，郭祀远，李琳，等.微藻养殖中的新型光生物反应器系统[J].海湖盐与化工，2012（2）：16-20.

[3]李志勇，郭祀远，李琳，等.微藻养殖中的新型光生物反应器系统[J].生物技术，2013（3）：1-4.

S967

A