例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種微藻養(yǎng)殖裝置，包括:光生物反應(yīng)器，該光生物反應(yīng)器包括至少兩個(gè)養(yǎng)殖層，每個(gè)養(yǎng)殖層中均設(shè)有通氣裝置，或者均設(shè)有通氣裝置和攪拌裝置。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例提供的微藻養(yǎng)殖裝置，包括光生物反應(yīng)器，且該光生物反應(yīng)器包括至少兩個(gè)養(yǎng)殖層，微藻養(yǎng)殖時(shí)，可以根據(jù)該微藻養(yǎng)殖裝置的各個(gè)養(yǎng)殖層接收到的光照強(qiáng)度，在各個(gè)養(yǎng)殖層中接種不同密度的藻種，并且可以使各個(gè)養(yǎng)殖層中的接種密度隨各個(gè)養(yǎng)殖層接收到的光照強(qiáng)度的降低而降低；養(yǎng)殖過(guò)程中，可以分別向各個(gè)養(yǎng)殖層中通入氣體，使各個(gè)養(yǎng)殖層的通氣比隨各個(gè)養(yǎng)殖層的接種密度的降低而降低；這樣，高強(qiáng)度光照照射高養(yǎng)殖密度的養(yǎng)殖層，而透過(guò)高養(yǎng)殖密度養(yǎng)殖層的強(qiáng)度較弱的光照會(huì)被低養(yǎng)殖密度的養(yǎng)殖層中的微藻吸收從而進(jìn)行光合作用；這樣，本發(fā)明實(shí)施例提供的微藻養(yǎng)殖裝置實(shí)現(xiàn)了光能的充分利用，整體提高了高強(qiáng)度光照的利用率，進(jìn)而提高了整體產(chǎn)量；并且，對(duì)于接收到的光照強(qiáng)度較高的養(yǎng)殖層，其中的養(yǎng)殖密度及通氣比均較高，而對(duì)于接收到的光照強(qiáng)度較低的養(yǎng)殖層，其中的養(yǎng)殖密度及通氣比均較低，相比于現(xiàn)有技術(shù)中整體采用高密度養(yǎng)殖的方式，降低了通氣能耗，避免了高強(qiáng)度混合帶來(lái)的剪切損傷。
[0040]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中，所述的通氣比(air volume/culture volume/min，vvm)是指每分鐘通氣量與實(shí)際料液體積的比值；另外，養(yǎng)殖過(guò)程中，藻液的混合強(qiáng)度通常與通氣比呈線性關(guān)系，因此，養(yǎng)殖過(guò)程中，通氣比的大小通常可以代表養(yǎng)殖層中混合強(qiáng)度的大小。
[0041 ] 具體地，微藻養(yǎng)殖裝置中，其光生物反應(yīng)器可以包括至少兩個(gè)相疊加的養(yǎng)殖層，即該光生物反應(yīng)器為至少兩層相疊加的形式；如圖1所示，該光生物反應(yīng)器10可以包括三個(gè)相疊加的養(yǎng)殖層，即第一養(yǎng)殖層11、第二養(yǎng)殖層12和第三養(yǎng)殖層13，或者，該光生物反應(yīng)器還可以包括兩個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)、九個(gè)、十個(gè)或更多個(gè)數(shù)的養(yǎng)殖層，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模、所使用的光照強(qiáng)度等實(shí)際操作條件具體選擇，本發(fā)明對(duì)此不作限定。
[0042]或者，微藻養(yǎng)殖裝置中，其光生物反應(yīng)器可以也包括至少兩個(gè)相嵌套的養(yǎng)殖層，即該光生物反應(yīng)器為至少兩層相嵌套的形式；如圖2、圖3所示，該光生物反應(yīng)器20可以包括兩個(gè)相嵌套的養(yǎng)殖層，即第一養(yǎng)殖層21和第二養(yǎng)殖層22，或者，該光生物反應(yīng)器還可以包括三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)、九個(gè)、十個(gè)或更多個(gè)相嵌套的養(yǎng)殖層，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模、所使用的光照強(qiáng)度等實(shí)際操作條件具體選擇，本發(fā)明對(duì)此不作限定。
[0043]其中，各個(gè)養(yǎng)殖層的厚度可以是相等的；或者，如圖1所示，由光生物反應(yīng)器10的第一側(cè)14至與該第一側(cè)14相對(duì)的第二側(cè)15，至少兩個(gè)養(yǎng)殖層的厚度L11、L12、L13依次增加。這樣，當(dāng)該微藻養(yǎng)殖裝置從單面接收光照，另一面不進(jìn)行光照或者進(jìn)行弱光的照射系統(tǒng)時(shí)，比如，光源設(shè)在第一側(cè)14時(shí)，由光生物反應(yīng)器10的第一側(cè)14至其第二側(cè)15，至少兩個(gè)養(yǎng)殖層11、12和13接收到的光照強(qiáng)度依次減弱，這時(shí)，可以使第一養(yǎng)殖層11、第二養(yǎng)殖層12和第三養(yǎng)殖層13中的接種密度依次降低，并且，養(yǎng)殖過(guò)程中，向各個(gè)養(yǎng)殖層中通入氣體，并保證第一養(yǎng)殖層11、第二養(yǎng)殖層12和第三養(yǎng)殖層13的通氣比依次降低。
[0044]也就是說(shuō)，當(dāng)微藻養(yǎng)殖裝置從單面接收光照時(shí)，可以使高密度養(yǎng)殖層在高光側(cè)，低密度養(yǎng)殖層在低光或不照光側(cè)，并且，從高密度到低密度，各個(gè)養(yǎng)殖層的厚度依次增加，也就是說(shuō)，使各個(gè)養(yǎng)殖層的光程依次增加；這樣，經(jīng)高密度層透過(guò)的弱光可以被低密度層高效利用，提高了整體的光利用效率和微藻產(chǎn)量，同時(shí)高密度養(yǎng)殖層與低密度養(yǎng)殖層耦合培養(yǎng)，較整體采用高密度培養(yǎng)降低了混合能耗，并避免了整體為高強(qiáng)度混合時(shí)對(duì)細(xì)胞的剪切損傷。
[0045]或者，如圖2、圖3所示，由光生物反應(yīng)器20的外側(cè)至光生物反應(yīng)器20的內(nèi)部，至少兩個(gè)養(yǎng)殖層的厚度依次增加，其中，圖2中第二養(yǎng)殖層22的厚度是指其直徑。這樣，當(dāng)該微藻養(yǎng)殖裝置兩面均接收光照時(shí)，由光生物反應(yīng)器20的外側(cè)至光生物反應(yīng)器20的內(nèi)部，至少兩個(gè)養(yǎng)殖層接收到的光照強(qiáng)度依次減弱，這時(shí)，可以使第一養(yǎng)殖層21和第二養(yǎng)殖層22中的接種密度依次降低，并且，養(yǎng)殖過(guò)程中，向各個(gè)養(yǎng)殖層中通入氣體，并保證第一養(yǎng)殖層21和第二養(yǎng)殖層22的通氣比依次降低。
[0046]也就是說(shuō)，以?xún)蓚€(gè)相嵌套的養(yǎng)殖層為例，外層可以采用較高密度進(jìn)行養(yǎng)殖，內(nèi)部可以采用較低密度進(jìn)行養(yǎng)殖，高密度養(yǎng)殖層透過(guò)的弱光可以被內(nèi)部低密度的微藻全部吸收并進(jìn)行光合作用，減少了熱損失和熒光損失，整體提高了高強(qiáng)度光照的利用效率，進(jìn)而提高整體產(chǎn)量；同時(shí)外部高密度和高光強(qiáng)對(duì)混合強(qiáng)度的需求較大，而內(nèi)部由于低密度和弱光，可以采用較低的混合強(qiáng)度，較整體采用高密度養(yǎng)殖降低了通氣能耗，避免了高強(qiáng)度混合帶來(lái)的剪切損傷。
[0047]需要說(shuō)明的是，圖1示出的至少兩層相疊加形式的光生物反應(yīng)器也可以如圖2、3示出的那樣，由光生物反應(yīng)器的外側(cè)至光生物反應(yīng)器的內(nèi)部至少兩個(gè)養(yǎng)殖層的厚度依次增加，比如圖1中第一養(yǎng)殖層11、第二養(yǎng)殖層12和第三養(yǎng)殖層13的厚度Lll、L12、L13的關(guān)系可以為L(zhǎng)ll = L13 < L12。
[0048]圖2、圖3示出的至少兩層相嵌套形式的光生物反應(yīng)器，由于光生物反應(yīng)器外層的養(yǎng)殖層在垂直于該光生物反應(yīng)器底面的方向上是封閉的環(huán)形養(yǎng)殖層，即外層為連通的環(huán)形養(yǎng)殖層，養(yǎng)殖過(guò)程中通過(guò)混合能夠使該養(yǎng)殖層的藻液混合均勻，因此，養(yǎng)殖過(guò)程中，不論是采用上述描述的兩面均接收光照還是采用單面接收光照，由光生物反應(yīng)器的外側(cè)至光生物反應(yīng)器的內(nèi)部，各個(gè)養(yǎng)殖層中接種密度可以依次降低，即外層養(yǎng)殖層可以采用較高密度和較大通氣比養(yǎng)殖，而內(nèi)部可依次降低養(yǎng)殖密度和通氣比。
[0049]每個(gè)養(yǎng)殖層中設(shè)置的通氣裝置，用于在養(yǎng)殖過(guò)程中向藻液中通入適量氣體，比如二氧化碳與空氣的混合氣，以使藻液充分混合，保證養(yǎng)殖所需的混合強(qiáng)度；或者還可以設(shè)有攪拌裝置，通氣的同時(shí)對(duì)藻液進(jìn)行攪拌，進(jìn)一步保證藻液均勻混合，從而使養(yǎng)殖的微藻均能夠接收適量的光照。具體地，對(duì)于通氣裝置和攪拌裝置的具體結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模等實(shí)際條件具體選擇，本發(fā)明對(duì)此不作詳細(xì)介紹。
[0050]微藻養(yǎng)殖裝置的底部還可以設(shè)有旋轉(zhuǎn)裝置，這樣，養(yǎng)殖過(guò)程中當(dāng)單面接收高強(qiáng)度光照時(shí)，比如使用太陽(yáng)光作光源、采用圖1所示的微藻養(yǎng)殖裝置時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置(未示出)還可以使微藻養(yǎng)殖裝置的第一側(cè)14始終朝向光源，而第二側(cè)15始終遠(yuǎn)離光源。
[0051]本發(fā)明實(shí)施例提供的微藻養(yǎng)殖裝置，對(duì)高光強(qiáng)、高密度、寬光程的微藻養(yǎng)殖裝置進(jìn)行了改進(jìn)，替換為采用高密度與低密度耦合養(yǎng)殖的方式，改進(jìn)養(yǎng)殖策略后，實(shí)現(xiàn)了多種養(yǎng)殖密度、多種混合強(qiáng)度的耦合培養(yǎng)，提高了微藻對(duì)強(qiáng)光的利用效率，進(jìn)而提高了產(chǎn)量，同時(shí)降低了整體混合能耗，避免高強(qiáng)度混合所帶來(lái)的剪切作用。
[0052]相應(yīng)地，如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種微藻養(yǎng)殖方法，使用了本發(fā)明實(shí)施例提供的任意一種微藻養(yǎng)殖裝置，所述微藻養(yǎng)殖方法包括以下步驟:
[0053]S1、根據(jù)微藻養(yǎng)殖裝置的各個(gè)養(yǎng)殖層接收到的光照強(qiáng)度，將藻種接種至各個(gè)養(yǎng)殖層中，其中，各個(gè)養(yǎng)殖層的接種密度隨各個(gè)養(yǎng)殖層接收到的光照強(qiáng)度的降低而降低；
[0054]S2、養(yǎng)殖過(guò)程中，向各個(gè)養(yǎng)殖層中通入氣體，其中，各個(gè)養(yǎng)殖層的通氣比隨各個(gè)養(yǎng)殖層的接種密度的降低而降低。
[0055]本發(fā)明實(shí)施例提供的微藻養(yǎng)殖方法，采用的微藻養(yǎng)殖裝置包括光生物反應(yīng)器，且該光生物反應(yīng)器包括至少兩個(gè)養(yǎng)殖層，微藻養(yǎng)殖時(shí)，根據(jù)該微藻養(yǎng)殖裝置的各個(gè)養(yǎng)殖層接收到的光照強(qiáng)度，在各個(gè)養(yǎng)殖層中接種不同密度的藻種，并且使各個(gè)養(yǎng)殖層中的接種密度隨各個(gè)養(yǎng)殖層接收到的光照強(qiáng)度的降低而降低；養(yǎng)殖過(guò)程中，分別向各個(gè)養(yǎng)殖層中通入氣體，使各個(gè)養(yǎng)殖層的通氣比隨各個(gè)養(yǎng)殖層的接種密度的降低而降低；這樣，高強(qiáng)度光照照射高養(yǎng)殖密度的養(yǎng)殖層，而透過(guò)高養(yǎng)殖密度養(yǎng)殖層的強(qiáng)度較弱的光照會(huì)被低養(yǎng)殖密度的養(yǎng)殖層中的微藻吸收從而進(jìn)行光合作用；這樣，本發(fā)明實(shí)施例提供的微藻養(yǎng)殖方法整體提高了高強(qiáng)度光照的利用率，進(jìn)而提高了整體產(chǎn)量；并且，對(duì)于接收到的光照強(qiáng)度較高的養(yǎng)殖層，其中的養(yǎng)殖密度及通氣比均較高，而對(duì)于接收到的光照強(qiáng)度較低的養(yǎng)殖層，其中的養(yǎng)殖密度及通氣比均較低，相比于現(xiàn)有技術(shù)中整體采用高密度養(yǎng)殖的方式，降低了通氣能耗，避