新型盤管微藻養殖機的技術特點和應用

盧運明 張碧松 熊 　偉

（深圳市綠得寶保健食品有限公司，廣東 深圳 518116）

新型盤管微藻養殖機的技術特點和應用

盧運明 張碧松 熊 偉

（深圳市綠得寶保健食品有限公司，廣東 深圳 518116）

本藻中富含蛋白、脂肪、多糖、維生素、抗氧化物質、色素、微量元素等，營養價值可與肉蛋奶類食品相媲美。隨著健康養殖的理念在水產養殖中日益受到重視，微藻在不久的將來必將產生巨大的應用市場。微藻養殖離不開微藻養殖機，本文介紹了一種新型的盤管微藻養殖機。首先介紹了新型的盤管微藻養殖機的技術特點，包括：新型的盤管微藻養殖機的結構，新型的盤管微藻養殖機的工作方式和新型的盤管微藻養殖機的技術特點。然后介紹了型盤管微藻養殖機的應用領域，主要包括：藻類、光合細菌、光合生物的科學培養和研究；各種高純度、大容量的光合微生物原種的擴繁培育；為螺旋藻、雨生紅球藻、小球藻、鹽藻、光合細菌等已經進入產業化的項目采用，生產出更高質量、更加穩定的健康食品級和藥用級產品；水產育苗中單胞藻的培養、高濃度生產，某些海藻球狀體培養和擴繁保存；鮮食性微藻產品的生產；治理環保和生態循環利用的多種微藻高純度、快速繁育。

盤管；微藻養殖機；技術特點；應用

在地球上所有能進行光合作用的綠色生物中，光合微生物、尤其像藻類光合細菌等具有極高的光能轉化效率，光能轉化效率能夠達到15%～18%，相比之下，我們常見的農作物光能轉化效率只有1%～5%。這些微生物能夠利用簡單的無機鹽，在適宜的溫度、水氣條件下，短期內生產出大量的生物質，其生物產量約占到全部生物總量的2/3。因此這些光合微生物將成為人們利用太陽能來制造食品、飼料、能源、水產餌料、藥品和含有各種生物活性物質健康產品的巨大潛力所在。而且能在生態物質循環利用方面發揮巨大作用。為了能達到高光效、高產量、高質量、低能耗的工業化生產，國內外都把研發封閉式光合反應器作為實現產業化的關鍵裝備。從目前現狀來看，以管道式光合反應器發展最快，最具應用發展前景。然而，制約管道式光合反應器發展的瓶頸技術：活性氧的及時排除問題、動力系統對細胞造成剪切力損傷問題、能耗較高、管道較難清洗和不能完全封閉式運轉等難題一直沒有得到根本的解決，制約了產業的發展。為了避免管道式光合反應器的技術瓶頸，實現高光效、高產量、高質量、低能耗的光能轉化，本文重點介紹了新型盤管微藻養殖機的技術特點和應用，希望通過本文的介紹，為新型盤管微藻養殖機的技術研發和應用提供理論依據和指導意見。

一、新型盤管微藻養殖機的技術特點

新型盤管微藻養殖機是基于空氣動力學原理，采用負壓驅動和智能化控制技術，在立式透明盤旋管道光合反應器內，實現了養殖液的往返式流動和整體循環流動，并對管內氣體的排出和外部氣體的進入交換能夠進行精細調控的新型光合微生物養殖機制造技術，采取模塊式的生產部件組合，可實現大規模的現代化工業生產。

1.新型盤管微藻養殖機的結構

新型盤管微藻養殖機養殖機主要包括：進氣電磁閥、真空泵、空氣過濾器、排液閥、負壓貯液管、光源、光合反應管、止回閥、常壓貯液管、反應自動控制箱和理化指標在線監測儀。上述多個結構相互連接配合構成了新型盤管微藻養殖機。基于新型盤管微藻養殖機的結構特點，使得其具備耗能極低、結構簡單、應用面廣、容易進行標準化生產組裝的特點，為光合微生物大規模的工業生產裝備制造提供了全套先進技術，如圖1所示。

2.新型盤管微藻養殖機的工作方式介紹（圖2、圖3、圖4）

圖1　新型盤管微藻養殖機整體結構設計圖

圖2　新型盤管微藻養殖機工作流程圖

圖3　新型盤管微藻養殖機動力控制設計圖

圖4　新型盤管微藻養殖機在線檢測項目圖

新型盤管微藻養殖機的工作一共分為7步：第一步，設定新型盤管微藻養殖機自動運行程序；第二步，接通新型盤管微藻養殖機的電源，并開啟新型盤管微藻養殖機的工作開關；第三步，開啟真空泵開關，使真空泵開始工作，過濾空氣進入新型盤管微藻養殖機；第四步，新型盤管微藻養殖機內藻液在空氣的推動下經由常壓貯液管道通過光反應器管道進入到負壓貯壓貯液管；第五步，真空泵定時關閉，進氣電磁閥開啟，進氣電磁閥開啟，空氣進入負壓貯液管，培養液自動流入常壓貯液管；第六步，藻液定時不斷地通過光反應器循環流動，進行光合作用，同時排出光合作用產生的氧氣，達到快速生長的目的；第七步，藻液定期采收，消毒滅菌、補料、清洗，實現長期高效養殖各類微藻。

3.新型盤管微藻養殖機的技術特點

新型盤管微藻養殖機采用真空負壓式的動力驅動，保證光合作用產生的氧氣能夠及時有效地排出。能耗很低，只相當于現有光合反應器動力的1/10至1/20。下面對新型盤管微藻養殖機的技術特點進行總結，包括如下幾方面：

第一方面：培養液中的光合生物細胞只和空氣進行接觸，剪切力很小，而且可以通過新型盤管微藻養殖機進行精細調節，對細胞的損傷極微，光合效率極高。

第二方面，新型盤管微藻養殖機整體結構簡單，有利于進行機械安裝和維修，造價極低的同時降低了安裝二環維修的費用。

第三方面，新型盤管微藻養殖機的管道采用垂直管道結構，轉角處采用科學合理的倒角處理，方便管道清洗，清洗速度快且容易清洗徹底。

第四方面，新型盤管微藻養殖機采用先進的閉合技術，保證整個新型盤管微藻養殖機的整機運轉過程處于全封閉狀態，有利于提高光能的轉化效率。

第五方面，新型盤管微藻養殖機可達到高潔凈度的純培養，含有空氣凈化，培養液動態滅菌裝置。

第六方面，新型盤管微藻養殖機的規格可以根據生產的需要進行調整，根據水體規模的不同，制作成規格不同的機型，供用戶使用。目前，新型盤管微藻養殖機適用于從幾十公斤至幾十噸的水體規模。

第七方面，新型盤管微藻養殖機可根據使用需求，方便快捷地進行拓展。例如，可以增加人工光源、在線檢測、二氧化碳氣吸收自動調控等裝置，有利于新型盤管微藻養殖機全自動的長期高效、連續地生產。

二、新型盤管微藻養殖機的應用

鑒于新型盤管微藻養殖機的結構特點、工作方式和技術特點，新型盤管微藻養殖機的應用領域十分廣泛，下面對新型盤管微藻養殖機的主要應用進行介紹。

第一，新型盤管微藻養殖機可應用于藻類、光合細菌、光合生物的科學培養和研究。

第二，新型盤管微藻養殖機可應用于各種高純度、大容量的光合微生物原種的擴繁培育。

第三，新型盤管微藻養殖機為螺旋藻、雨生紅球藻、小球藻、鹽藻、光合細菌等已經進入產業化的項目采用，生產出更高質量、更加穩定的健康食品級和藥用級產品。

第四，新型盤管微藻養殖機應用于水產育苗中單胞藻的培養、高濃度生產，某些海藻球狀體培養和擴繁保存。

第五，新型盤管微藻養殖機應用于鮮食性微藻產品的生產。

第六，新型盤管微藻養殖機應用于治理環保和生態循環利用的多種微藻高純度、快速繁育。

結語

研究表明，光合微生物、尤其像藻類光合細菌等的光能轉化效率要遠遠高于一般農作物的光能轉化效率。利用光合微生物、尤其像藻類光合細菌等制造食品、飼料、能源、水產餌料、藥品和含有各種生物活性物質健康產品存在無限潛力。傳統的管道式光合反應器已經步入發展瓶頸期。本文重點介紹了新型盤管微藻養殖機，通過新型盤管微藻養殖機實現高光效、高產量、高質量、低能耗的光能轉化。本文首先介紹并分析了新型盤管微藻養殖機的技術特點，新型盤管微藻養殖機是基于空氣動力學原理，采用負壓驅動和智能化控制技術，在立式透明盤旋管道光合反應器內，實現了養殖液的往返式流動和整體循環流動，并對管內氣體的排出和外部氣體的進入交換能夠進行精細調控的新型光合微生物養殖機制造技術，采取模塊式的生產部件組合，可實現大規模的現代化工業生產。然后介紹了新型盤管微藻養殖機的應用范圍，鑒于新型盤管微藻養殖機的結構特點、工作方式和技術特點，新型盤管微藻養殖機的應用領域十分廣泛，可應用于藻類、光合細菌、光合生物的科學培養和研究；各種高純度、大容量的光合微生物原種的擴繁培育；為螺旋藻、血球藻、小球藻、鹽藻、光合細菌等已經進入產業化的項目采用，生產出更高質量、更加穩定的健康食品級和藥用級產品；水產育苗中單胞藻的培養、高濃度生產，某些海藻球狀體培養和擴繁保存；鮮食性微藻產品的生產和治理環保和生態循環利用的多種微藻高純度、快速繁育等。

[1]劉靈豐.螺旋盤管式微藻光生物反應器內兩相流動及固碳特性研究[D].重慶大學，2012.

[2]李志勇，郭祀遠，李琳，等.微藻養殖中的新型光生物反應器系統[J].海湖鹽與化工，2012（2）：16-20.

[3]李志勇，郭祀遠，李琳，等.微藻養殖中的新型光生物反應器系統[J].生物技術，2013（3）：1-4.

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