微藻生产设备
微藻培养反应器课件
在开放式培养系统中，微藻在自 然环境下生长，反应器可以是一 个池塘或一个玻璃瓶等开放式容
器。
封闭式培养
在封闭式培养系统中，微藻在人工 控制的环境下生长，反应器可以是 一个密封的容器或管道等。
半封闭式培养
在半封闭式培养系统中，微藻在部 分受控的环境下生长，反应器可以 是一个有遮盖的池塘或一个有透明 玻璃盖的容器等。
微藻培养反应器课件
目录
• 微藻培养反应器概述 • 微藻培养反应器的工作原理 • 微藻培养反应器的操作流程 • 微藻培养反应器的维护与保养 • 微藻培养反应器的技术参数与性能评估 • 养反应器概述
定义与特点
定义
微藻培养反应器是一种用于培养 微藻的设备，通常由光合反应器 、搅拌器、照明系统等组成。
食品补充
某些微藻富含蛋白质、脂 肪、维生素等营养成分， 可作为一种食品补充。
微藻培养反应器的历史与发展
历史
微藻培养反应器的研究和应用已有多年历史，最初主要用于藻类生物量的生产，近年来逐渐发展成为一项受到关 注的技术，应用领域不断扩大。
发展
随着技术进步和科研深入，微藻培养反应器的效率和稳定性不断提高，成本也在逐渐降低，使得这项技术在更多 领域的应用成为可能。同时，新型反应器的设计和优化也在不断推进，如光生物反应器、气升式反应器等，将进 一步促进微藻培养反应器的应用和发展。
05
微藻培养反应器的技术参数与 性能评估
技术参数的设定与选择
反应器尺寸
根据培养规模和产能需求，选择合适 的反应器尺寸。
反应器材质
选择耐腐蚀、抗氧化的材质，以保持 长期稳定运行。
搅拌和循环系统
根据培养液的粘度、密度等特性，设 计合理的搅拌和循环系统，确保培养 液充分混合和氧气传递。
微藻生产设备
微藻培养反应器
微藻主要种类及活性成分
螺旋藻(Spirulina)
小球藻(Chlorella)
杜氏藻(Dunaliella)
微藻中蛋白质含量高，且富含各种维生素，多不饱和脂肪酸、生 物多糖、矿物质等，具有抗肿瘤、防治心血管疾病等生理活性。
微藻培养反应器
微藻生物技术的优点： （1）光能利用率高；
培养效率低、培养条件无法控制、易 受污染、水分易蒸发、光能利用率低。
微藻培养反应器
微藻培养反应器 • 密闭式培养反应器
优点： 培养效率高、培养条件易于控制、污染少、 生产周期延长、适用于所有藻类的培养。
微藻培养反应器
微藻培养反应器 • 密闭式培养反应器
开发密闭式微藻光培养反应器依据的原则：
（1）高光照比表面积； （2）较高的气体交换效率；
（3）适合的循环方式；
（4）改善光的传播途径、分配和质量； （5）防治有害次生代谢的积累； （6）较易实现培养条件的优化； （7）尽量降低生产成本。
Sosa Texcoco / Spirulina Mexicana near Mexico City
• 气升式反应器是一套 完整的培养体系, 除 了反应器主体外, 还 有通气部分、照明系 统和测定装置。通气 部分一般由充气泵或 二氧化碳钢瓶及配气 装置、滤器（filter）、 流量计 （flowmeter）、气 体分布器（sparger） 及增湿器（humidifier） 组成;照明系统包括 光源和定时器（timer） 两部分。
新型藻类生物反应器
这类生物反应器主要由主筒、导流筒和通气管构成。导流筒直接 落底,其上开设有溢流孔和同流口;通气管由反应器顶部插到底部; 导流筒顶盖上还设有排气管口。结构简单,内部设备简化至最低,清 洗方便,适合藻类的培育,且造价低廉,实用化程度高,可以继续放大, 并可用于海藻细胞工程育苗、微藻藻种生产和大量培养、基因工 程藻的培养,以及轮虫等浮游动物的培养和藻类天然产物的生产。
清华大学科技成果——微藻自养-异养结合生产生物柴油技术
清华大学科技成果——微藻自养-异养结合生产生物柴油技术成果简介原料油脂费用占生物柴油生产成本的80％以上，目前原料油脂价格高居不下并不断上涨，制约了生物柴油产业化和商业化。
国内外生产生物柴油的主要原料是大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、地沟油等。
它们与农业争地，与食品及饲料争原料，单位生物量的产油率低，生产周期长，消耗大量的水资源、化肥和能源。
清华大学发明了微藻异养发酵生产生物柴油的新技术，其技术特征在于：通过对一种特别藻株特殊品系的筛选和代谢途径的改变，由光合自养转变为化能异养，细胞由绿变黄，生长繁殖更快，油脂含量提高3-4倍，达细胞干重的61%以上。
又将工业界成熟的发酵技术应用于高油脂异养微藻的生产，进一步提高发酵规模和细胞密度，现细胞发酵密度超过了100g/L，获取了大量异养干藻粉后提取油脂，经转酯化反应生成了高质量的生物柴油。
技术创新点（1）发明了微藻异养发酵生产生物柴油新技术，打通了以糖、淀粉、有机废水、二氧化碳等为原料、工业自动化条件下高效生产生物柴油的新途径；（2）异养藻细胞发酵产量和油脂含量不断创造新高（细胞干重100g/L，含油量60%），提高了该技术工业化生产的经济性；（3）在发酵前引入利用CO2和光合作用来减少糖或淀粉的消耗，降低成本同时减少温室气体的排放。
该技术获3项国家发明专利和2007年全国发明大会奖。
应用说明与有实力的企业界合作，在工业化规模上进一步降低微藻发酵过程的成本，实现该技术的商业化运作。
主要生产原料为二氧化碳及以下3类之一：（1）甜高粱、甘蔗等糖质原料；（2）木薯、玉米等淀粉质原料；（3）含糖有机废水。
生产设备：微藻培养池、光生物反应器、工业发酵设备及厂房为主。
生产消耗：电能、蒸汽等（无污染等环境问题）。
产品应用：微藻生物柴油质量好，应用范围与目前市场上销售的柴油完全相同。
投资风险：本技术创新性强，没有前人的实践、范例和经验；通过工业化和规模化来实现进一步降低成本的目标；高技术、高投入、预期高回报的同时也存在投资风险。
微型藻干燥机[实用新型专利]
![微型藻干燥机[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/712b67c358fb770bf68a5548.png)
专利名称：微型藻干燥机专利类型：实用新型专利发明人：廖自民
申请号：CN91231683.7申请日：19911211
公开号：CN2108437U 公开日：
19920701
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型是一种微型藻加工用的干燥机械，是 继收藻机实用新型之后，又一微型藻加工机械系列之 一，由干燥网、传送带、保温柜、热流孔、进气口、排气 口、藻泥调制器等部件组成。
它变日光晒干等手工生 产为高效、快速干燥的机械化生产。
投料几分钟即可 得到含水率低卫生检验合格的干燥微型藻成品。
使 用本实用新型可以节省大量的人力、提高功效达500 —1000倍。
申请人：廖自民
地址：330027 江西省南昌市江西师范大学化学系
国籍：CN
代理机构：南昌市专利事务所
代理人：陈守国
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微藻生物反应器
• 其中密闭式光生物反应器与敞开式相比具有独 特的优点, 在微藻培养中商业化规模的成功取 决于其生产成本。现代技术日新月异, 各种新 材料、新型高效光源的出现与使用, 加上基础 理论研究的深入, 必将使密闭光生物反应器更 为成熟, 生产成本不断降低,从而真正应用到 工业化生产中。
敞开式光生物反应器
在敞开式反应器中，典型且最常用的是敞
开式跑道池，它是最古老的藻类培养反应器，
且一直沿用至今。目前微藻的大规模培养主要
使用这种反应器，这类反应器每个可大到几千
平方米。
密闭式光生物反应器
• • • • 密闭式光生物反应器又包括： 管道式光反应器 平板式光反应器 柱式光反应器
1、管道式光反应器
3、柱式光生物反应器
• 柱状内环流气升式光 生物反应器的结构特 点为:整体为玻璃-不 锈钢结构,耐酸和碱 的腐蚀、可全方位接 受光照,具有pH、温 度和溶解氧自动调节、 监控和记录的功能; 可进行完全灭菌,实 现藻体的纯培养。
封闭式光生物反应器的优点
1. 培养密度高。微藻细胞浓度每升可达几克 （比敞开式跑道池中的细胞浓度高出1～2个 数量级），这给采收带来了很大的方便。 2. 培养条件易于控制。除了自然光强度无法控 制外，其它条件均可自动控制，这对微藻代 谢产物的大量积累非常有利。 3. 无污染，可实现纯种培养。 4. 生产期可延长，甚至可终年生产。 5. 适合于所有微藻的光自养培养，尤其适合于 微藻代谢产物的生产。对于转基因微藻及同 位素标记性化合物产生藻，则必须用封闭式 光生物反应器来培养。
2平板式光反应器?平板式光生物反应器主要是由透明的玻璃或有机玻璃板制成可以根据太阳光强度及入射方向的变化调节最适的采光方向增大透光率通过调节不同的反应器厚度维持短的光通路保证有效液层充分受光混合强度也可调节易实现高密度培养
微藻生产装置中的水中水技术[发明专利]
![微藻生产装置中的水中水技术[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/01fda8c5bcd126fff6050b5c.png)
专利名称：微藻生产装置中的水中水技术专利类型：发明专利
发明人：田裕钊
申请号：CN97111800.0
申请日：19970512
公开号：CN1199095A
公开日：
19981118
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种微藻生产装置(太阳能生物转化器)控制微藻生长温度的方法和工艺装置,将含有微藻的悬浮液循环系统置于另一水循环系统之内,前者称为内水,后者称为外水,通过调节外水温度和水流,控制内水温度,根据这一方法设计的管中管、池中管、囊中管、池中管、囊中囊、箱中袋等水中水装置均可获得微藻的稳定高产,且大大降低了生产成本。
申请人：田裕钊,田耕,冯锦祥,陈奕成
地址：100036 北京市海淀区翠微西里14幢903
国籍：CN
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一种微藻活性细胞营养修复液高效生产设备[实用新型专利]
![一种微藻活性细胞营养修复液高效生产设备[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cac23e743d1ec5da50e2524de518964bcf84d2bb.png)
专利名称：一种微藻活性细胞营养修复液高效生产设备专利类型：实用新型专利
发明人：李世峰,王雅凡,王康杰,胡蓓娟,秦康曦,邓志义,崔馨玮
申请号：CN202220111168.X
申请日：20220117
公开号：CN216764867U
公开日：
20220617
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种微藻活性细胞营养修复液高效生产设备，属于微藻培殖技术领域，包括：培殖桶，所述培殖桶的顶部安装有光照组件，所述培殖桶的内侧安装有培殖组件；所述光照组件包括安装在培殖桶一侧外壁的L形的安装板和安装在安装板顶部的伺服电机，且伺服电机的输出端贯穿安装板的顶部并连接有连接板，且连接板位于培殖桶的上方，所述连接板的底部一侧安装有直线导轨电机，且直线导轨电机的输出端安装有照明灯，所述培殖组件包括连接框和连接在连接框底部的培殖袋。
该微藻活性细胞营养修复液高效生产设备，可以对照明灯进行全面调节以提升培殖效率，且方便对培殖袋进行拆装。
申请人：微藻时代(吉林)生态农业科技有限公司
地址：133500 吉林省延边朝鲜族自治州和龙市文体路2号
国籍：CN
代理机构：成都明涛智创专利代理有限公司
代理人：周佳
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（1）足够的光照； （2）合适的温度； （3）合适的无机碳源及其他无机营养物质； （4）合适的pH；
（5）充分混合；
（6）避免污染； （7）氧的析出或供应；
微藻培养反应器
微藻培养反应器
微藻培养反应器
•
敞开式培养反应器
优点：
成本低、建造容易、操 作简单、易于生产。
缺点：
（1）高光照比表面积； （2）较高的气体交换效率；
（3）适合的循环方式；
（4）改善光的传播途径、分配和质量； （5）防治有害次生代谢的积累； （6）较易实现培养条件的优化； （7）尽量降低生产成本。
Sosa Texcoco / Spirulina Mexicana near Mexico City
培养效率低、培养条件无法控制、易 受污染、水分易蒸发、光能利用率低。
微藻培养反应器
微藻培养反应器 • 密闭式培养反应器
优点： 培养效率高、培养条件易于控制、污染少、 生产周期延长、适用于所有藻类的培养。
微藻培养反应器
微藻培养反应器 • 密闭式培养反应器
开发密闭式微藻光培养反应器依据的原则：
前景
• 前景 密闭式光生物反应器与敞开式相比 具有独特的优点,在微藻培养中商业化规 模的成功取决于其生产成本。现代技术 日新月异,各种新材料、新型高效光源的 出现与使用,加上基础理论研究的深入,必 将使密闭光生物反应器更为成熟,生产成 本不断降低,从而真正应用到工业化生产 中。
谢谢
• 气升式反应器是一套 完整的培养体系, 除 了反应器主体外, 还 有通气部分、照明系 统和测定装置。通气 部分一般由充气泵或 二氧化碳钢瓶及配气 装置、滤器（filter）、 流量计 （flowmeter）、气 体分布器（sparger） 及增湿器（humidifier） 组成;照明系统包括 光源和定时器（timer） 两部分。
（2）生物量易于收获、加工和利用；
（3）能产生高浓度、有价值的产物； （4）细胞分裂周期短。 微藻大规模培养的特点： （1）需要足够的光照； （2）需要供应大量的CO2和排放大量的O2； （3）混合均匀，防止细胞沉降，且使细胞受光均匀； （4）微藻的培养基多采用海水配制，除淡水藻外。
微藻培养反应器
微藻培养反应器 • 浅层溢流光培养反应器
气升式反应器
• 气升式中气流产生的剪切力远比搅拌罐式 中搅拌桨产生的小, 在培养大型海藻组织或 细胞中使用比广泛。管道式由螺旋管部分 （又称提升管）和储液部分（类似搅拌罐） 组成，管道式对光和利用率比气升式和搅 拌罐式都高, 适于工业规模生产, 目前主要用 于微藻大量培养 , 用于大型海藻细胞或组织 培养的报道还比较少见。
新型藻类生物反应器
这类生物反应器主要由主筒、导流筒和通气管构成。导流筒直接 落底,其上开设有溢流孔和同流口;通气管由反应器顶部插到底部; 导流筒顶盖上还设有排气管口。结构简单,内部设备简化至最低,清 洗方便,适合藻类的培育,且造价低廉,实用化程度高,可以继续放大, 并可用于海藻细胞工程育苗、微藻藻种生产和大量培养、基因工 程藻的培养,以及轮虫等浮游动物的培养和藻类天然产物的生产。
封闭反应器的类型和结构
• 培养大型海藻组织或细胞的光生物反应器 主要有三类, 分别是搅拌罐式、 鼓泡柱或气 升式和管道式光生物反应器（如下图）。
管道式光培养反应器
微藻培养反应器 • 圆筒形光培养反应器
这种反应器的光照表面积 与体积之比不高，对土地 的利用率不高，培养体积 也有限。
微藻培养反应器
微藻培养设备
微藻培养反应器
微藻主要种类及活性成分
螺旋藻(Spirulina)
小球藻(Chlorella)
杜氏藻(Dunaliella)
微藻中蛋白质含量高，且富含各种维生素，多不饱和脂肪酸、生 物多糖、矿物质等，具有抗肿瘤、防治心血管疾病等生理活性。
微藻培养反应器
微藻生物技术的优点： （1）光能利用率高；