影响富油微藻高密度培养及产油因素研究进展

微藻具有诸多优良特性,是生物柴油最具潜力的原料之一。但大规模培养微藻制备生物柴油尚需解决优良藻种的选育、高密度培养、细胞采收、脱水及高效生物反应器设计等技术问题。该文从藻种、营养因素、培养条件、营养方式及培养模式等方面,阐述了当前影响富油微藻高密度培养和油脂积累因素的研究概况,以期为微藻培养及微藻油脂生产研究者提供参考。     

基于微藻的废水处理及油脂积累研究进展

水资源危机和对环境污染的担忧推动了传统废水处理工艺的升级。微藻可大量积累油脂等高附加值次级代谢产物,而微藻在废水中培养,可同时满足获取微藻生物质和废水处理的需求。综述了微藻培养与废水处理相结合的特点,阐述了微藻废水处理工艺,包括光生物反应器、生物膜-光生物反应器、微藻-细菌共培养、微藻型微生物燃料电池以及耦合植物生长调节剂,对提高废水中微藻生物活性、产油能力和废水处理效率的作用。鉴于废水组成的复杂性和微藻的适应性,还需创新废水微藻培养工艺与技术以实现更高的废水生物修复效率和微藻高附加值产物产率。     

微藻养殖中的新型光生物反应器系统

目前世界上微藻的大规模养殖仍普遍采用开放池式生产系统，该系统具有许多不足之处，开发高效、易于控制的新型生产系统是今后发展的趋势。本文对一些新型光生物反应器系统如优化的浅水道式生产系统、密闭管道式、发酵罐式光生物反应器、高密度藻类光生物反应器以及其它类型的光生物反应器进行了较为详细的介绍     

利用膜光生物反应器培养和预采收钝顶螺旋藻的条件

为降低钝顶螺旋藻培养和采收成本,利用膜光生物反应器(MPBR)进行钝顶螺旋藻培养和预采收的条件研究实验。实验结果表明:当生物量达到1.8 g/L时可进行微藻采收;初始藻液质量浓度为1.828 g/L时,MPBR中最大体积浓缩系数为2,最佳稀释率为0.08 d-1,藻产品质量浓度可达3.319 g/L;获得1 g微藻生物量,MPBR中可节约水、氮、磷的量分别为0.301 L、0.248 g、0.053 g。与传统光生物反应器(PBR)相比,MPBR能够降低微藻培养和采收的成本。     

夏季室外光生物反应器培养Chlorella sorokiniana

搭建了一个6 L容积曝气型垂直柱光生物反应器,在6—8月期间置于室外屋顶运行,旨在考察夏季室外培养微藻Chlorella sorokiniana的可行性。室外培养时,若p H超过8.5,微藻会出现明显絮凝沉淀现象。太阳光入射到反应器的高达(1 700±137)μmol/(m2·s)的光照强度带来的光抑制作用及随之引起的超过48℃的高温,对微藻细胞的损伤造成了室外培养的抑制现象。当培养液温度超过40℃时,Chlorella sorokiniana几乎不能生长。在反应器周围放置金属镀层反射隔热膜反射板,可以减少(42.21±4.7)%的光照强度,使培养液温度下降2~4℃,但晴天时光照强度仍然可达900μmol/(m2·s)以上,光抑制作用不能很好被解除。为实现微藻在室外反应器中可持续地快速增长,仍需进一步采取措施减弱光照强度。     

海洋微藻发酵法生产DHA

比较了ＤＨＡ的传统生产来源及利用海洋微藻生产ＤＨＡ的优缺点,并对微藻培养的培养基组成、生物反应器系统、培养方式、微藻的收集及多不饱和脂肪酸的提取和加工技术的研究进展做了综述。     

海洋微藻发酵法生产DHA

比较了ＤＨＡ的传统生产来源及利用海洋微藻生产ＤＨＡ的优缺点,并对微藻培养的培养基组成、生物反应器系统、培养方式、微藻的收集及多不饱和脂肪酸的提取和加工技术的研究进展做了综述。      

微藻光生物反应器研究获进展

<正>中国电子工程设计院承担的新型微藻光生物反应器关键技术研发课题日前取得进展。该课题通过对新型微藻光生物反应器关键技术的研发,力争实现微藻生物能源领域技术、设备和工艺的全面创新,为解决我国的能源短缺和环境恶化问题,寻找清洁的可再生能源提供新的途径。据介绍,课题组在光生物反应器的研发过程中,开展了400 L小试系统的研发,进行了养藻试验,解决了     

小型螺旋管式光生物反应器培养盐藻的研究

遵循光生物反应器设计的普适原则试制了 1L容积的新型玻璃螺旋管式光生物反应器 ,设计了玻璃螺旋管内嵌日光灯的光照单元。光生物反应器培养和室外同体积培养的对比试验结果表明 ,在培养末期 ,小型螺旋管式光生物反应器的藻细胞生物量比对照高出 5 0mg/L ;β -胡萝卜素产量高出 10mg/L。光生物反应器培养在生物量和 β -胡萝卜素累积量上均优于室外自然条件下的培养。     

微藻异养化高细胞密度培养技术及其应用

微藻营养价值高,且含有丰富的生物活性物质,如何实现微藻的高细胞密度培养已成为当今微藻产业的重要问题。很多微藻不仅可以白养生长还可以利用有机碳源进行异养培养,异养培养易于控制而且更容易实现高细胞密度的规模化生产。本文结合微藻的高密度培养技术的重要意义以及异养化培养微藻的研究现状对此进行了详细的探讨。     

在光生物反应器培养螺旋藻中pH值的调控作用分析

在光辐射板式光生物反应器中 ,为实现螺旋藻单藻种群优势生长 ,分析研究了螺旋藻在光生物反应器培养过程中 ,pH值的调控作用。研究结果表明 ,溶液的 pH值不仅显著影响培养基中无机碳源营养基质的离解程度 ,螺旋藻的光合放氧特性 ,而且是控制螺旋藻优势单种培养的必要条件和关键因素 ,当溶液的 pH值控制在 9 0～ 9 5时 ,即使螺旋藻处于低温或营养限制性生长时 ,仍能实现优势单藻种生长     

采用不同装置培养螺旋藻的对比研究

该试验在光合自养和混合营养两种条件下,分别采用250 mL摇瓶、5.0 L全自动发酵罐和10.0 L自制光生物反应器培养螺旋藻,以藻体生物量为试验指标,比较细胞在3种装置中的生长情况。结果可知,10.0 L光生物反应器培养效果最好,在光合自养条件下藻体生物量最大为1.277 g/L,比摇瓶和全自动发酵罐培养时分别提高78.6%和61.8%,混合营养条件下最大值为1.715 g/L,比其他两种装置分别提高了6.3%和6.1%。表明自制的光生物反应器能很好地满足螺旋藻细胞生长,且结构简单,操作简便。     

采用新型溢流喷射光生物反应器培养螺旋藻的研究

采用一种新型溢流喷射光生物反应器进行螺旋藻的室内分批培养试验。并使用溢流喷射器同时实现藻液的循环、搅拌和通气。     

螺旋藻的光生物反应器高密度培养

利用自制的光生物反应器对螺旋藻的生长进行了研究。结果表明 :光照强度和液体循环速度对藻体细胞的生长有极显著的影响 ,培养温度对生长有显著的影响 ;通过流加和碳源的供给形式的改变等培养条件和培养工艺的改进使藻体的生长速率、生物量产率和生物量产量分别达到了 0 .4 1 1 /d、3 2 .2 5g/m2 · d和 3 .93 g/L的水平 ,最大生长速率达到了0 .566/d。     

高效培养螺旋藻封闭式光生物反应器系统的结构单元分析

本文根据螺旋藻工业生产特点和现状及国内外研究动态分析表明，螺旋藻等藻类生物高新技术的产业发展潜力，在很大程度上主要取决于封密式光生物反应器技术的发展。目前，封密式新型光生物反应器的研制已成为螺旋藻大规模培养及基因工程藻类生物工程技术的主要发展趋势及国外研究热点，而在我国，此项研究则刚刚起步。本文通过分析国外研制的光生物反应器系统的结构单元，阐述在这一研究领域的设计思路，主要问题及发展方向。     

High efficiency production of astaxanthin in an airlift photobioreactor

In photobioreactors, photosynthetic microorganisms are exposed to certain light/dark cycles caused by light intensity distribution and mixing inside the photobioreactor. In this study, Haematococcus pluvialis was cultivated in an airlift and a bubble column photobioreactor, and the cell growth and astaxanthin production were compared to clarify the effects of liquid circulation.     

紫球藻的培养及其硫酸多糖的分离纯化

利用优化了的海水培养基和简易光生物反应器对紫球藻进行培养,建立了一套从培养液中直接分离纯化紫球藻多糖(PSP)的工艺,并对纯化后的PSP进行了初步分析。实验表明,本方法培养的紫球藻生物量达到了干重2.1g/L,分离后粗PSP产量为0.378g/L,离子交换得率约为78%。经气相色谱分析PSP主要由木糖、葡萄糖和半乳糖组成,质量比约为13.68:7.83:5.23。红外光谱显示该多糖具有一般多糖的特征吸收峰,其中六碳糖为吡喃型。PSP为硫酸酯化多糖,硫酸基团含量约为4%。     

Improvement of growth stability of photosynthetic bacterium Rhodobacter capsulatus

Using a semicontinuous culture method, in which operational parameters such as cell concentration and light intensity distribution were maintained almost constant, instability of the specific growth rate of Rhodobacter capsulatus B-100, a purple bacterium, was observed to be similar to that of R. capsulatus ST-410 when cultivated under high ratios of light intensity on the illuminated side to that of the transmitted light. Such instability was not observed in the cultivation of Chlorella vulgaris, a eukaryotic green alga, even at higher cell concentrations. Under the same conditions, the increase in only the ferrous concentration from 43 microM, the concentration in the original RCV medium, to 172 microM sustained a stable growth, whereas Fe(2+) was slightly consumed during the cultivation. Supplemental illumination with a fluorescent lamp on the transmitted side of a flat plate photobioreactor sustained a moderate level of stable growth, while a halogen lamp slightly affected the growth stability. Our results showed that an increase in Fe(2+) concentration or supplemental illumination improves the growth stability of R. capsulatus.     

Continuous cultivation of <Emphasis Type="Italic">Dunaliella salina</Emphasis> in photobioreactor for the production of β-carotene

A helix tube photobioreactor with a volume of 10 L was designed and manufactured. The facade of the reactor was designed as three-layer frame. The illumination helixes units were 16, illumination area volume was 1.5 L, illuminate specific area was 95 m⁻¹. A marine micro-alga Dunaliella salina was used as a model organism in this study. Results showed that the optimum inoculum concentration was OD₆₃₀ = 0.15 and the optimum circulation rate of culture fluid was 630 mL/h for the bioreactor. In continuous cultivation, in order to determine the optimum collection of alga solution for the highest yield of β-carotene, three different alga solution collection and addition fresh culture medium volumes were applied: 0.8, 1.5, 2.0 L/day. The biomass and extraction of β-carotene were determined in different cultivation periods. The result suggested that the optimum daily harvest of alga solution was 1.5 L/day for the cultivation of D. salina to obtain the highest production of β-carotene.     

大规模封闭式光生物反应器培养小球藻效果试验

在海南室外进行吨级光生物反应器中培养小球藻试验。当地藻种最高藻细胞密度达到27.45×107cell/mL,每天采收培养水体30%,平均日产量达到0.378 g/L.d细胞干重。北方藻种最高藻细胞密度达到3.38×107cell/mL,细胞干重达到1.44 g/L.d。