CN1098246A - 螺旋藻生产的新方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种螺旋藻生产的新方法及其装置。 该方法及其装置采用沟渠式加搅拌，连续培养，连续 收获，流加各种营养物质和用二氧化碳作补充碳源的 新方法及装置。该方法及装置能充分利用培养液中 的营养成份，不会因藻体生长密度过高产生反馈抑制 作用。一次接种长期收获，可使幼小藻体长期保持在 对数生长期中。本发明采收不用泵抽取，能有效地提 高产量和质量及降低成本。采用本发明生产螺旋藻， 经济效益好，成本低，时间短，方法简单，易于实施和 推广。

Description

本发明涉及营养食品添加剂、医药及轻化工原料的生产方法及其装置，特别是螺旋藻生产的新方法及其装置。

螺旋藻是一种光能自养型生物，它以二氧化碳、无机盐和水为原料，借助于叶绿素，捕获太阳光为能源，合成碳水化合物、蛋白质和多种维生素。经分析，螺旋藻的蛋白质含量高达百分之六十以上。它含有适合人体的多种维生素和氨基酸，特别是人体必须的八种氨基酸都齐全。它还含有提高人体免疫机能的生物活性物质。螺旋藻的细胞壁很薄，纤维素含量低，营养成分极易被食者吸收利用。因而受到国际社会的重视。我国也积极地进行生产。目前，国内外所采用的生产方法及装置可归纳为三种基本类型：第一种，是利用天然碱性湖泊和湖泊中自身的营养物质来生产螺旋藻。采收螺旋藻用人工打捞方法。墨西哥就利用梭沙德克斯柯柯湖生产螺旋藻。该方法成本较低，但受地理条件限制，湖泊自身污染，生产的螺旋藻不纯，制作出的产品质量差，不能食用，售价低，经济效益差。第二种，一是采用方型池内修筑沟渠道加搅拌循环培养的方法，其特点是一次性投放培养液和藻种，用泵进行一次性采收；二是修筑大的园形池内加搅拌循环培养的方法，其特点也是一次性投放培养液和藻种，用泵可进行一次性采收，也可用人工打捞方法，多次采收。泰国、以色列和美国都是采用第二种类型。这两种培养方法及装置都有以下缺点：

（1.）螺旋藻培养时间长。因为，要使多数幼藻成熟，培养液基本耗尽后才能采收，用泵抽取过滤干燥；

（2.）单位面积培养出的螺旋藻产量低。由于是采用统一收获因此，最先成熟的藻体有一部份会“老死”，而未成熟的幼藻又被提前收获，因而收获时，单位时间和面积的产量就不高；

（3.）生产出的螺旋藻质量差。由于螺旋藻细胞壁很薄，采收时经高速旋转的水泵抽出时，许多藻体将会折断，特别是成熟的大形藻体更易折断。折断后的藻体极易被污染。另外，最先成熟的藻体“老死”后的“藻尸”，也会影响产品的质量；

（4.）培养液的营养成份不被充分利用。因为，一次性采收，残余培养基中还有许多可以利用的营养成份未被利用，这样，就增加了培养药品的用量，也就是增加了生产成本；

（5.）由于一次性培养和一次性采收，使得先成熟的藻体不能收获，新的幼藻又在不断地繁殖，这样，培养池内密度增大而抑制幼藻的生长。另外，不断繁殖的幼藻会因营养成份不足而生长速度缓慢。

第三种，是采用透明塑料管道式的培养方法，其特点是用电子计算机控制管理。该方法及装置投资大，很难推广。据驻英使馆科技处徐绍颖八八年写给四川省科委第六号和五十七号文的资料看购置一套该种设备，需460万英镑。目前，我国还没有条件采用此种装置和方法来培养螺旋藻。现在，国内外主要采用第二种方法及装置来培养螺旋藻。

本发明的目的正是为了克服现有技术的不足之处，特提供一种用沟渠式加搅拌，连续培养，连续收获，流加各种营养物质和用二氧化碳作补充碳源的螺旋藻生产的新方法。

本发明的另一目的是特设计一种培养时间短，产量高，质量好的沟渠式加搅拌，采收不用泵抽取，且成熟大藻体和未成熟的幼小藻体可自动分流的培养采收装置。

本发明的目的是由以下措施实现的：

一、培养装置

首先，选择光照和温度最适合螺旋藻生长繁殖的环境修建一个主培养池、一个接种配料池及滤液回收池的培养装置。

（1.）主培养池：

a.把地面平整，修筑主培养池底面，且水平，四周修筑池周壁，在主培养池内修筑一端与池周壁相接，另一端开启的中间隔壁。由这些中间隔壁将培养池隔成首尾相连，闭合式的培养沟。在培养池四周底部各留有一个备用排水孔。

b.横跨培养池顶部安装一根输送二氧化碳的主管道，在主管道与培养沟相对应的位置上，安装上倒丁形的支气管道进入每条培养沟。

c.在培养沟上安装搅拌器，使培养沟内的培养液能沿着一个方向流动。

d.在最末一道培养沟内，从中间隔壁开启端起，距池周壁一米处建筑一道斜向隔壁。斜向隔壁留有缺口，可安装过滤网。斜向隔壁的规格与中间隔壁相同。在斜向隔壁与池周壁构成的斜窄沟内，可横向安装上除渣网。并在末端装一个孔径较小的过滤网，此网与培养沟顺流方向的池底面构成夹角。这些过滤网和除渣网均为活动型，可随时取出和装上。在斜窄沟末端安装过滤网的池周壁上，开一个排放口，并装上排放闸。此排放口接一水槽与培养池外的清洗槽相连。清洗槽底部安上孔径较小的过滤网。清洗槽再接入离心机内。

（2.）接种配料池：

a.在主培养池侧修筑一个其体积为主培养池三十～九十分之一。底面水平且高于主培养池池周壁的池子。

b.在向主培养池一侧的池壁上，安装一根带阀门的管道，直通入主培养池池底。

（3.）滤液回收池：

a.在距清洗槽和离心机附近，修筑一个底面低于主培养池池底，体积相当于与接种配料池的二分之一的滤液回收池。

b.在清洗槽下面修一条小沟与滤液回收池相连。

c.滤液回收池内的回收液，可用泵抽提返回主培养池内。

主培养池、接种配料池和滤液回收池建筑用材料，均为砖和水泥。

二.培养方法

（1.）培养时，首先在接种配料池内按比例配制好培养液，接上藻种搅拌均匀。然后，打开池壁上输出管道上的阀门，将带藻种的培养液输入主培养池的培养沟内。

（2.）立即打开搅拌器进行搅拌。搅拌时，使培养液在培养沟内沿着一个方向流动。

（3.）当培养液中藻体密度达到0.05～0.2克/升干藻体时，便可采收。

（4.）采收时，在斜向隔壁缺口处装上过滤网，在斜窄沟横向装上除渣网，在斜窄沟末端装上过滤网。这时，培养液流动受阻，液面自然上升。未成熟的幼藻仍可经斜向隔壁缺口上的过滤网孔流回培养沟内，而成熟体大的藻体则被网阻拦，打开排放口上的排放闸，成熟藻体经过除渣网去渣后，流出排放口，经过水槽流入清洗槽内，这时，立即打开自来水管，用喷雾状清水滴清洗藻体。

（5.）将洗净的藻体流入离心机中除去部分水分，再通过压力喷雾干燥机干燥，即可得干藻粉。

（6.）连续采收四天后，经接种配料池，分别按比例剂量将各种营养物质流加入培养池中，用以保持培养液中的藻体能得到充足的养料。

（7.）螺旋藻生长培养液的PH值为9.0～11.0，因此，当培养液PH值升到11时，需通过二氧化碳输气管道，向培养液中输入二氧化碳，使培养液的PH值保持在螺旋藻生长的范围内。除用二氧化碳代替大部分碳酸盐外，还可用氨态氮代替硝铵态氮。

下面结合螺旋藻培养池的装置示意图和培养原理以及实施例对本发明作进一步详细说明。

附图为螺旋藻培养池的示意图

图中序号：（1.）培养池周壁  （2.）培养池中间隔壁  （3.）培养沟  （4.）二氧化碳通气主管道  （5.）倒丁字型支气管  （6.）搅拌器  （7.）斜向隔壁  （8.）斜向隔壁缺口  （9.）过滤网  （10.）斜窄沟  （11.）除渣网  （12.）末端过滤网  （13.）排放口  （14.）水槽  （15.）清洗槽  （16.）离心机  （17.）接种配料池  （18.）阀门管道 （19）二氧化碳源  （20）滤液回收池  （21）小沟

一，培养方法

（1.）培养时，首先在接种配料池（17）内按比例配好培养液，接上藻种搅拌均匀，然后打开接种配料池阀门管道（18）上的阀门，将带藻种的培养液输入主培养池中的培养沟（3）内。

（2.）开动搅拌器（6）进行搅拌，使培养液在培养沟内沿着同一方向循环流动。

（3.）待培养液中的藻体密度达到0.05～0.2克/升干藻体时，便可进行采收。

（4.）采收时，在斜向隔壁缺口（8）处，装上50～300目的过滤网（9）.在斜窄沟内横向装上除渣网（11）.在斜窄沟末端，横向装上50～300目的过滤网（12），末端过滤网与培养沟顺流方向底面呈30至60度的夹角。所有的过滤网和除渣网均为活动型，随时可取出或装上。装上过滤网和除渣网后，培养沟内的培养液流动受阻，培养液面自然上升。未成熟的幼藻体仍可随培养液经斜向隔壁缺口上的过滤网孔流回培养沟内再生长，而成熟体大的藻体则被网阻拦。这时，打开排放口（13）上的排放闸，成熟的大藻体通过除渣网除去渣，流向排放口（13），经过水槽流入清洗槽（15）内，立即打开自来水龙头，以喷雾状的水滴清洗藻体。

（5.）再将洗净的藻体流入离心机（16）中除去部份水份，最后通过压力喷雾干燥机干燥，即可得干藻粉。

（6.）采收四天后，经接种配料池（17），分别按比例剂量将各种营养物质流加入培养池中，用以保持培养液中的藻体能得到充足的养料。

（7.）适合螺旋藻生长培养液的PH值在9.0～11.0的范围，因此，当培养液PH值升到11时，需打开二氧化碳输气主管道（4）上的开关通过倒丁字型支管（5），把二氧化碳输入培养液中，使培养液的PH值保持在螺旋藻生长的范围内。除用二氧化碳代替大部分碳酸盐外，还可用氨态氮代替硝铵态氮。

二.培养装置

（1.）选择光照和温度最适合螺旋藻生长繁殖的环境修建一个主培养池。主培养池底面水平，面积为500～1500平方米，四周修筑高50～80厘米，厚25厘米的池周壁（1）。在池周壁内修筑一端与池周壁相接，另一端开启的中间隔壁（2）。中间隔壁高40～60厘米，厚13厘米，由这些中间隔壁将整个培养池隔成2～4米宽，首尾相连的闭合式培养沟（3）。在培养池四周底部留有备用排水孔。

（2.）横跨主培养池顶部，安装一根二氧化碳通气主管道（4），在主管道与培养沟相对应的位置上，装上倒丁字形的支气管道（5）该支气管***每条培养沟内。

（3.）在培养沟上，每隔40～100米处安装一台搅拌器（6），使培养沟内的培养液沿着一个方向流动。

（4.）在最末一道培养沟内，从中间隔壁开启端起，距池周壁一米处修筑一长11～22米的斜向隔壁（7）。此隔壁每隔2～3米处，留一个0.6～1.5米长的缺口，用来安装过滤网（9）。斜向隔壁规格与中间隔壁相同。在斜向隔壁与池周壁构成的斜窄沟（10）上，横向安装二至五个除渣网（11）。并在末端安装一个孔径较小的末端过滤网（12），此网与培养沟内培养液顺流方向底面呈30至60度的夹角。这些过滤网和除渣网均为活动型，可随时取出或装上。

（5.）在斜窄沟（10）末端安装过滤网的池周壁上，（从池底向上28～45厘米处），开一个0.6～1.5米宽的排放口，其上装一个排放闸。此排放口接一水槽（14）。水槽下面接清洗槽（15），清洗槽底部安装孔径较小的过滤网。清洗槽向地面倾斜，末端延长线与地面成10～20度的夹角。在清洗槽上方装一根带雾状喷头的自来水管。离心机放在清洗槽下，清洗过滤后的成熟藻体，可流入离心机内除去部份水分。

（6.）接种配料池（17）体积是培养池的三十至九十分之一，且池子底面水平，并高于主培养池池周壁（1）。接种配料池接一根带阀门的管道（18）连接主培养池，并通入到池底。

（7.）在清洗槽（15）和离心机（16）附近，修筑一个滤液回收池（20）。池底需要平整并低于主培养池底面。回收池的体积相当于接种配料池（17）的二分之一，在清洗槽下面，修一条小沟（21）与滤液回收池相连。滤液回收池内的回收液可用泵抽提返回到主培养池内。

本发明与原有技术相比具有以下特点：

1.采用流加各种营养物质，使螺旋藻始终保持在各种营养成份充足的环境里快速生长。

2.由于是连续培养和连续收获，可使培养中的螺旋藻保持在一定的密度中，就不会因藻体密度过高产生反馈抑制作用降低螺旋藻生长速度。

3.由于对残余培养基的再利用，可减少培养药品的用量，因而可降低生产成本。

4.由于残余培养基中留下了生命力旺盛的幼小藻体，不仅减少了接种手续，而且，这些幼藻可以长期保持在对数生长期中。

5.采用二氧化碳补充碳源，不仅可减少碳酸盐的用量，而且还能使培养液的PH值稳定，促进培养中的藻体迅速生长繁殖。

6.由于连续采收成熟藻体，缩短了培养时间，增加了产量。自动采收不需用泵抽取。可使大个藻体不因折断而被污染，从而提高了干藻粉的质量。

7.本方法简单，容易实施，成本低，易推广，有很好的经济效益和社会效益。

Claims (2)

1、螺旋藻生产的新方法，采用沟渠式加搅拌，其特征在于：

(1.)首先在接种配料池(17)内配好培养液并接上藻种，打开阀门管道(18)上的阀门，将带藻种的培养液输入主培养池中的培养沟(3)内；

(2.)待培养液中的藻体密度达到0.05～0.2克/升干藻体时，便可进行采收；

(3.)采收时，在斜向隔壁缺口(8)处，装上50～300目的过滤网(9)，在斜窄沟(10)内横向装上除渣网(11)，在斜窄沟末端装上50～300目的末端过滤网(12)，末端过滤网(12)与培养沟顺流方向底面成30～60度的夹角，这时，培养液流动受阻，液面自然上升，未成熟的幼藻体仍可经斜向隔壁缺口上的过滤网孔，流回培养沟内，而成熟体大的藻体则被网阻拦，打开排放口(13)上的排放闸，成熟的大藻体通过除渣网除渣后，流出排放口，经过水槽(14)流入清洗槽(15)内，立即打开自来水管，用喷雾状的水滴清洗藻体；

(4.)将洗净的藻体流入离心机(16)中除去部份水份，再通过压力喷雾干燥机干燥，即可获得干藻粉；

(5.)连续采收四天后，经接种配料池(17)，分别按比例剂量将各种营养物质流加入培养池中，用以保证培养液中的藻体能得到充足的养料。

(6.)当螺旋藻培养液PH值升到11时，需通过二氧化碳通气主管道(4)和倒丁型支管，向培养液中补加二氧化碳，使培养液的PH值保持在9.0～11.0的范围，除用二氧化碳代替大部分碳酸盐外，还可用氨态氮代替硝铵态氮；

2、螺旋藻培养装置，培养池修筑沟渠，安装搅拌器，其特征在于：

（1.）.横跨培养池顶部安装二氧化碳输气管道[即通气主管道（4）和倒丁子型支气管（5）]；

（2.）.在最末一道培养沟（3）内，从中间隔壁（2）开启端起，距池周壁（1）一米处，修筑一长11～22米的斜向隔壁（7）.此隔壁每隔2～3米处，留一个0.6～1.5米长的缺口，用来安装过滤网（9），在斜向隔壁与池周壁（1）构成的斜窄沟（10）内安装除渣网（11），在斜窄沟末端安装过滤网（12），这些过滤网和除渣网均为活动型，可随时取出或装上；

（3.）在斜窄沟末端安装过滤网（9）的池周壁上，（从池底向上28～45厘米处）开一个0.6～1.5米的排放口（13），并装上排放闸，排放口接一水槽（14），水槽下面接一清洗槽（15），清洗槽底部安装过滤网（9）.清洗槽向地面倾斜（末端延长线与地面成10～20度的夹角）；

（4.）接种配料池（17）体积是主培养池的三十至九十分之一，且池子底面水平并高于主培养池池周壁（1），接种配料池接一根带阀门的管道（18）连接主培养池且通入池底；

（5.）在清洗槽（15）和离心机（16）附近，修筑一个体积相当于接种配料池（17）二分之一的滤液回收池（20），池底平整并低于主培养池池底；

（6.）在清洗槽（15）下面，修一条小沟（21）与滤液回收池（20）相连。

Images