一种户外开放式微藻培养体系优化
2021-04-11
广东海洋大学学报 2021年2期
(河北农业大学生命科学学院,河北 保定 071000)
微藻生长速度快,可积累大量的碳水化合物、脂肪和蛋白质等,生物质产出效率比传统植物高,有极为重要的应用价值[1]。微藻培养可采用开放和封闭等方式,其中开放式培养是利用圆形或椭圆形的跑道培养池在户外进行,成本低,但受自然因素影响大,尤其是水分蒸发量较大,产量较低且不稳定;封闭式培养一般在密闭玻璃,或硬质透明塑料管道、平板式光生物反应器中进行,对培养参数的控制更为严格,产量和质量均较高[2],但所需设备和配套投入成本较高。微藻也可用发酵罐在无菌条件下培养,其培养条件可进行精细调控,单位体积的微藻产量较高,但发酵罐的投入及维护运行费用、培养基成本均高于开放式和封闭式培养[3]。
开放式培养是目前微藻产业化生产过程中采用的主要培养方式,多年来,学界一直试图改进开放式培养的体系。Doucha等[4]建立了一种户外高密度培养微藻的浅层装置,通过倾斜的平板及挡板提高光合作用和二氧化碳利用效率,培养的小球藻产量(干物质)达到11.1 g/(m2·d)[5-8]。Wiley等[9]推出OMEGA培养微藻系统[一种漂浮在海洋水面上的光生物反应器 (PBR)],利用岸上排放的污水和富含二氧化碳的烟气,通过涡轮叶片混合循环藻液,在沉淀室收集微藻并添加新鲜废水来补充营养,产量可达1.3 g/(m2·d)。Zhu等[10-15]用充气膜在海面上形成一个封闭式的微藻培养体系,通过碳酸盐池固定空气中的二氧化碳提供碳源,由周围水体环境调节水温,就地利用淡化海水或者养殖废水进行藻类培养,已应用于盐藻(Dunaliella salina)及螺旋藻(Spirulina) 等微藻的大规模培养试验。……
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