專利名稱：一種海面養(yǎng)殖微藻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種養(yǎng)殖方法，特別是一種海面養(yǎng)殖微藻的方法，屬于水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微藻是水生微生物，具有光合作用能力，能吸收二氧化碳，放出氧氣，屬于低等植物。在海洋中，微藻是最為重要的有機(jī)物生產(chǎn)者、固定二氧化碳和轉(zhuǎn)化太陽能的生物。
和高等植物相比，微藻利用陽光的效率高，單位面積產(chǎn)量是高等植物的10倍以上。大規(guī)模的微藻培養(yǎng)，每生產(chǎn)1 t微藻，可以消耗約1.5 t 二氧化碳，通過光合作用，將二氧化碳轉(zhuǎn)化成油脂、碳水化合物和蛋白質(zhì)等，可以用作為飼料、食品、燃料、化工原料以及可降解塑料等的生產(chǎn)。
大海中有數(shù)量巨大的海洋微藻。但是，由于微藻在海水中的濃度極低，微藻個(gè)體體積微小，所以通過從海水中濾取微藻來加以利用在目前是不現(xiàn)實(shí)的。
海洋面積占地球表面積的70%，即使是近岸海面的面積也是巨大的，如果能夠利用近岸海面來生產(chǎn)微藻，不僅可以解決土地不足的問題，還有條件生產(chǎn)巨大量的微藻，因而可以大規(guī)模的獲得生物質(zhì)資源。通過在近岸海域培養(yǎng)微藻，不僅可以獲得微藻生物質(zhì)，還可以有效減輕近岸特別是近河口海域的富營養(yǎng)化問題，有利于環(huán)境保護(hù)。在外?？梢愿竺娣e培養(yǎng)海藻，可以通過操作船或操作平臺的建設(shè)，在外海專門培養(yǎng)微藻并且直接收集、加工成各種產(chǎn)品或初級產(chǎn)品用船運(yùn)回陸地。
但是，在海洋中培養(yǎng)微藻和網(wǎng)箱養(yǎng)魚不同，微藻個(gè)體微小，需要特殊的技術(shù)才能保證微藻能夠有效地得到養(yǎng)殖和收集。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種利用海面養(yǎng)殖微藻的方法，該方法可以解決微藻培養(yǎng)需要的陽光、營養(yǎng)交換、二氧化碳傳遞和微藻收集等方面問題。
為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是本方法采用特殊的微藻培養(yǎng)筒培養(yǎng)微藻，這種培養(yǎng)筒可以浮在海面，隨著海面波浪而運(yùn)動。由于培養(yǎng)筒有扦拉繩相對固定不會漂走，但是具有活動余地。培養(yǎng)筒兩端、兩側(cè)和/ 或底部的筒壁鑲嵌或固定著微孔濾膜，微孔濾膜的膜孔為0. 0Γ10 μ m，微孔濾膜可以用有機(jī)合成材料也可以用陶瓷制成，濾膜的作用是允許海水通過濾膜使培養(yǎng)筒內(nèi)外的海水可以進(jìn)行交換，但是微藻細(xì)胞不能穿過濾膜而只能保留在培養(yǎng)筒中。通過培養(yǎng)筒在海面水波浪運(yùn)動和微孔濾膜的透性，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)筒內(nèi)外海水的交換，筒外的海水具有營養(yǎng)和溶解的二氧化碳，培養(yǎng)筒外的海水通過微孔濾膜進(jìn)入培養(yǎng)筒，使培養(yǎng)筒內(nèi)的微藻可以獲得新的營養(yǎng)素， 保持生長。微孔濾膜還阻擋了食藻動物進(jìn)入培養(yǎng)筒吃食微藻。培養(yǎng)筒的上部是由玻璃或者有機(jī)玻璃制成，可以透過太陽光，保證了培養(yǎng)筒內(nèi)微藻可以獲得光照。培養(yǎng)筒的底部或端部具有出料口，連接著連接管。連接管可以是耐海水腐蝕的膠管或其他材料的水管，連接管相互連接最后連接到總管，通過總管的泵可以回收培養(yǎng)筒中的藻液，從而可以定期的或不定期地從培養(yǎng)筒中收集培養(yǎng)的微藻生物質(zhì)。培養(yǎng)筒的上部是中間密封著空氣的透明夾層制成，夾層的厚度為0. 5 cm或者更厚，但是一般如果厚度超過培養(yǎng)筒的直徑或者培養(yǎng)筒的內(nèi)部空間的厚度，培養(yǎng)筒容易傾倒，難以保證透明層朝上使微藻能夠接受陽光。密封著空氣的夾層的作用是保持培養(yǎng)筒由于浮力的作用總是處于海面而且保持透明層朝上。培養(yǎng)筒的形狀可以是圓柱體也可以是長方體，或者是其他形狀。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是到目前為止，還沒有一種方法可以像本發(fā)明的方法一樣可以在海面直接培養(yǎng)微藻，而又能保證培養(yǎng)的微藻生物質(zhì)可以得到收集和利用。目前，培養(yǎng)微藻的方法有淡水培養(yǎng)和海水培養(yǎng)2大類，淡水培養(yǎng)一般采用開放池培養(yǎng)或者各種封閉的反應(yīng)器培養(yǎng)。海水培養(yǎng)也是由各式封閉反應(yīng)器來培養(yǎng)或者由在陸地上修建的培養(yǎng)池來培養(yǎng)。這些方法或者要消耗土地，或者依賴培養(yǎng)設(shè)備，都不能充分利用海洋的營養(yǎng)和海面可以得到的太陽光照。本發(fā)明的海面微藻培養(yǎng)方法就克服了這些缺點(diǎn)，可以充分利用海洋資源，大大地節(jié)約了土地，實(shí)現(xiàn)資源生產(chǎn)向海洋擴(kuò)展。本發(fā)明的方法生產(chǎn)方便、成本低，微藻生長速度快，可以大規(guī)模開展微藻繁殖生產(chǎn)，而且易于推廣。本發(fā)明的方法還有利于海洋富營養(yǎng)化問題的解決，可以有效降低培養(yǎng)海域的海水富營養(yǎng)化程度，有利于環(huán)境保護(hù)。由于本發(fā)明是采用投種培養(yǎng)微藻，微藻的生長強(qiáng)度比海水自然條件下的生長高，所以二氧化碳富集和海水營養(yǎng)消耗等方面的環(huán)境保護(hù)效果更好。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，這些實(shí)施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1本方法采用特殊的微藻培養(yǎng)筒培養(yǎng)微藻，這種培養(yǎng)筒為圓柱體，可以浮在海面，隨著海面波浪而運(yùn)動。培養(yǎng)筒有扦拉繩相對固定不會漂走，但是具有活動余地。培養(yǎng)筒由厚度為1 mm的有機(jī)玻璃制成，可以透過太陽光。培養(yǎng)筒的尺寸為Φ40Χ200 cm。在培養(yǎng)筒的兩端各有1個(gè)Φ15( πι的圓形空洞，這2個(gè)空洞用有機(jī)材料制成的微孔濾膜封住。在筒體的周邊除頂部空氣隔層以外的地方，開設(shè)6個(gè)尺寸為40X10 cm的開口，開口用微孔濾膜封住。所有封了微孔濾膜的開口在外側(cè)固定一層不銹鋼網(wǎng)，用于保護(hù)微孔濾膜不被魚類等動物攻擊而破裂。微孔濾膜的膜孔為1 μ m，微孔濾膜用有機(jī)合成材料制成，濾膜的作用是允許海水通過濾膜使培養(yǎng)筒內(nèi)外的海水可以進(jìn)行交換，但是微藻細(xì)胞不能穿過濾膜而只能保留在培養(yǎng)筒中，而且食藻動物也不能進(jìn)入培養(yǎng)筒吃食微藻。培養(yǎng)筒的底部具有一個(gè)出料口，連接著連接管。連接管采用耐海水腐蝕的膠管，連接管，通過總管的泵可以回收培養(yǎng)筒中的藻液。 培養(yǎng)筒頂部焊接一塊半柱面的有機(jī)玻璃，與筒體形成一個(gè)厚度為5 cm的中空透明隔層，這個(gè)隔層密封著空氣，其作用是保持培養(yǎng)筒由于浮力的作用總是處于海面而且保持透明的隔層朝上。
第一次培養(yǎng)需要通過培養(yǎng)筒的出料口向培養(yǎng)筒中注入25升藻細(xì)胞濃度為IXlO8 個(gè)/ml的杜氏鹽藻mnaliellei salina)種液，將培養(yǎng)筒投入海面。在夏天(如果在南海一些藻種冬天也可以培養(yǎng))，在海面培養(yǎng)30天(晴日，如遇陰雨需適當(dāng)延長時(shí)間)。然后利用泵從培養(yǎng)筒抽取藻液，直到流出的藻液細(xì)胞含量為IX IO6個(gè)/ml左右為止。從收集的藻液可以得到約450克微藻細(xì)胞干物質(zhì)，產(chǎn)率為15 g/天。以后不需要再注入種液，培養(yǎng)筒中留下的藻細(xì)胞可以起到種子的作用。
實(shí)施例2培養(yǎng)筒由厚度為2 mm的PVC制成，培養(yǎng)筒的尺寸為Φ50X 300 cm。在培養(yǎng)筒的兩端各有1個(gè)Φ30( πι的圓形空洞，這2個(gè)空洞用有機(jī)材料制成的微孔濾膜封住。在筒體的周邊除頂部空氣隔層以外的地方，開設(shè)10個(gè)尺寸為50X10 cm的開口，開口用微孔濾膜封住。 所有封了微孔濾膜的開口在外側(cè)固定一層不銹鋼網(wǎng)，用于保護(hù)微孔濾膜不被魚類等動物攻擊而破裂。微孔濾膜的膜孔為0.45 μ m，微孔濾膜用有機(jī)合成材料制成，濾膜的作用是允許海水通過濾膜使培養(yǎng)筒內(nèi)外的海水可以進(jìn)行交換，但是微藻細(xì)胞不能穿過濾膜而只能保留在培養(yǎng)筒中，而且食藻動物也不能進(jìn)入培養(yǎng)筒吃食微藻。培養(yǎng)筒的底部具有一個(gè)出料口， 連接著連接管。連接管采用耐海水腐蝕的膠管，連接管，通過總管的泵可以回收培養(yǎng)筒中的藻液。培養(yǎng)筒頂部割開角度為120°的開口，粘接一個(gè)弧形柱面的有機(jī)玻璃材料的厚度為10 cm的中空透明隔層，中空隔層和培養(yǎng)筒體的粘接必須密封和牢固，不能有泄漏。隔層密封著空氣，其作用是保持培養(yǎng)筒由于浮力的作用總是處于海面而且保持透明的隔層朝上。
第一次培養(yǎng)需要通過培養(yǎng)筒的出料口向培養(yǎng)筒中注入50升藻細(xì)胞濃度為IXlO8 個(gè)/ml的海水小球藻iphlorella vulgris)種液，將培養(yǎng)筒投入海面。在夏天，在海面培養(yǎng) 20天(晴日，如遇陰雨需適當(dāng)延長時(shí)間)。然后利用泵從培養(yǎng)筒抽取藻液，直到流出的藻液細(xì)胞含量為IX IO6個(gè)/ml左右為止。從收集的藻液可以得到約1000克微藻細(xì)胞干物質(zhì)，產(chǎn)率為50g/天。以后不需要再注入種液，培養(yǎng)筒中留下的藻細(xì)胞可以起到種子的作用。
權(quán)利要求
1.一種海面養(yǎng)殖微藻的方法，其特征在于采用微藻培養(yǎng)筒培養(yǎng)微藻，培養(yǎng)筒是由玻璃、有機(jī)玻璃、塑料或其他有機(jī)材料制成，培養(yǎng)筒的上部由透明材料制成可以透過太陽光， 培養(yǎng)筒兩端、兩側(cè)和底部的筒壁上設(shè)有微孔濾膜，培養(yǎng)筒的上部是中間密封著空氣的透明材料制成的夾層組成，培養(yǎng)筒的底部或端部具有出料口，連接著連接管，連接管相互連接最后連接到總管，通過總管可以用泵回收培養(yǎng)筒中的藻液，培養(yǎng)筒浮在海面上，設(shè)有扦拉繩使培養(yǎng)筒相對固定不會漂走，并具有活動余地，隨著海面波浪運(yùn)動；第一次培養(yǎng)需要通過培養(yǎng)筒的出料口向培養(yǎng)筒中注入微藻種液，在海面培養(yǎng)到收獲時(shí)間，然后利用泵從培養(yǎng)筒抽取藻液，回收大部分藻細(xì)胞，在培養(yǎng)筒中留下一定量的藻細(xì)胞作為下一批次培養(yǎng)的種子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海面養(yǎng)殖微藻的方法，其特征在于所述的微孔濾膜為有機(jī)合成材料或陶瓷材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種海面養(yǎng)殖微藻的方法，其特征在于所述的微孔濾膜的膜孔為0.0廣10 μ m，濾膜的作用是允許海水通過濾膜使培養(yǎng)筒內(nèi)外的海水可以進(jìn)行交換，微藻細(xì)胞不能穿過濾膜而只能保留在培養(yǎng)筒中，海中的食藻生物也不能透過濾膜從而不能進(jìn)入培養(yǎng)筒中影響微藻的生產(chǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海面養(yǎng)殖微藻的方法，其特征在于所述的微孔濾膜通過鑲嵌或固定的方式設(shè)置在培養(yǎng)筒的兩端、兩側(cè)和底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海面養(yǎng)殖微藻的方法，其特征在于所述的夾層的厚度為0. 5厘米到培養(yǎng)筒直徑或者內(nèi)空厚度尺寸的1倍，密封著空氣的夾層的作用是保持培養(yǎng)筒由于浮力的作用總是處于海面而且保持透明層朝上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海面養(yǎng)殖微藻的方法，其特征在于所述的培養(yǎng)筒的形狀是圓柱體或長方體或者是其他形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海面養(yǎng)殖微藻的方法，本方法采用特殊的微藻培養(yǎng)筒培養(yǎng)微藻，培養(yǎng)筒可以浮在海面，通過設(shè)在培養(yǎng)筒上的扦拉繩相對固定不會漂走，上部由透明材料制成可以透過太陽光，培養(yǎng)筒兩端、兩側(cè)和底部的筒壁鑲嵌或固定著微孔濾膜，培養(yǎng)筒的底部或端部具有出口，連接著連接管，連接管連接到總管，通過總管的泵回收培養(yǎng)筒中的藻液；培養(yǎng)筒的上部是中間密封著空氣的透明材料制成的夾層組成，密封著空氣的夾層的作用是保持培養(yǎng)筒由于浮力的作用總是處于海面而且保持透明層朝上；該養(yǎng)殖方法方便簡單，成本低，能在自然環(huán)境中利用海水的營養(yǎng)和海面的光照繁殖微藻，培養(yǎng)的微藻被限制在培養(yǎng)筒內(nèi)不會分散到大海中，從而有利于微藻的收集。
文檔編號C12R1/89GK102517218SQ20111044669
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者李雁群 申請人:廣東海洋大學(xué)