漂浮式光生物反应器培养湛江等鞭金藻工艺研究

发布时间：2020-07-05 00:40

【摘要】：由于土地资源枯竭和全球人口迅速增加,必须大力发展水产养殖,以满足日益增长的粮食需求。微藻是水产养殖中重要参与者。微藻不仅可以作为饵料为水产动物提供丰富的营养物质,还能在培养的体系中起到水质调节的作用。尽管全球对作为水产养殖饵料的微藻生产的需求正在迅速增加,但由于传统微藻生产方法具有高生产成本和低生产效率的特点,而不能大量用作水产养殖饲料。本论文的重点是基于BICCAPSO(一种在海上基于碳酸氢盐的微藻培养和碳吸收整合系统)的漂浮式光生物反应器,大规模培养微藻,旨在为水产养殖业提供一种高效,经济,稳定的微藻生产方式。为了测试这一点,选择具有高生长率湛江等鞭金藻作为实验对象来评估漂浮式光生物反应器的培养性能。首先对湛江等鞭金藻进行耐碳酸氢盐实验的培养,发现湛江等鞭金藻在碳酸氢钠浓度为5 g/L条件下生长状况最好。并且对比碳酸氢钠跟CO_2分别作为碳源以及不加入碳源时的培养效果,发现不加入碳源的的对照组,湛江等鞭金藻生长缓慢,并且通入CO_2的实验组生长状况最好,达到38.8×10~6 cells/ml,而加入5 g/L碳酸氢钠的达到29.3×10~6cells/ml。然后对湛江等鞭金藻进行大规模的培养实验。首先我们对湛江等鞭金藻进行1 m~2漂浮式光生物反应器的不同液层实验,结果发现,在10 cm液层下获得了最高的面积产率为4.69 g/m~2/day。其次我们对湛江等鞭金藻在开放池、平板光生物反应器以及漂浮式光生物反应器中进行对比培养实验,发现其在漂浮式光生物反应器中可以达到在平板光生物反应器中相同的生产率,并无显著性差异(P0.05)。最后,选取平板光生物反应器(100 L)与10 m~2的漂浮式光生物反应器(1000 L)进行半连续操作的大规模培养实验,通过实验可以发现湛江等鞭金藻可以在10m~2的漂浮式光生物反应器可以达到生产率为0.117 g/L/d,达到与平板光生物反应器相同的培养水平,无显著性差异(P0.05)。通过以上实验,确定了基于漂浮式光生物反应器,以碳酸氢盐作为碳源,大规模培养湛江等鞭金藻的最佳工艺研究。使用碳酸氢钠作为碳源不仅节省了湛江等鞭金藻培养的供碳成本,而且也达到了与2%CO_2相同的培养性能。而利用本实验室所开发的漂浮式光生物反应器具有易控制温度、培养规模大以及无需土地等优点,为水产养殖业提供了高效、经济、稳定的微藻生物质生产。通过新鲜微藻的原位利用,漂浮式光生物反应器提供了微藻生产和水产养殖之间更好的整合。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S963

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