沙漠微藻管式光生物反應(yīng)器研制及其相關(guān)研究.pdf

1、本研究從新疆沙漠沙樣中已經(jīng)分離出的18株沙漠微藻中篩選出一株具有產(chǎn)油潛力的微藻，并對其生長的培養(yǎng)基進行響應(yīng)面優(yōu)化。設(shè)計一種戶外規(guī)模培養(yǎng)沙漠微藻的管式光生物反應(yīng)器，并進行實際加工組裝。戶外條件下，在三角瓶和所設(shè)計的管式光生物反應(yīng)器中對所篩選出的一株具有產(chǎn)油潛力的微藻進行培養(yǎng)實驗，以期為今后微藻的工業(yè)化培養(yǎng)生產(chǎn)奠定一定的理論基礎(chǔ)。運用稱重法測定了18株沙漠微藻的生物量，用氯仿-甲醇法和磷酸香草醛法測定了18株沙漠微藻的總脂含量和總脂濃度，并

2、計算了總脂收獲量。運用響應(yīng)面法優(yōu)化微藻生長的培養(yǎng)基，以微藻生物量和總脂濃度為響應(yīng)值，進行了Plackett-Burman篩選實驗和Central Composite Design優(yōu)化實驗。運用AutoCAD2008制圖軟件繪制了所設(shè)計戶外培養(yǎng)沙漠微藻管式光生物反應(yīng)器的主體結(jié)構(gòu)圖和安裝的支架和立架圖，并實際加工。在戶外自然溫度和光照強度不可控的條件下，以所篩選出的具有產(chǎn)油潛力的微藻為實驗藻，在三角瓶和所設(shè)計加工的管式光生物反應(yīng)器中進行了相

3、關(guān)的培養(yǎng)實驗研究。運用Design-Expert8.0軟件及origin8.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理和作圖。
　　本研究表明：⑴在18株沙漠微藻中篩選出一株具有產(chǎn)油潛力的微藻。通過生物量測定結(jié)果比較分析，表明藻株TLD2A1（650 mg/L）、TLD7B-5（600mg/L）、GTD3a-5（580mg/L）、GTD8A1（560mg/L）、GTD9c-2（550mg/L）五株生物量較大。通過總脂含量和總脂濃度測定結(jié)果比較分析表明

4、藻株GTD3a-5的總脂含量（33％）和總脂濃度（186mg/L）最高。綜上，從18株沙漠微藻中篩選出了一株具有產(chǎn)油潛力的微藻藻株GTD3a-5。⑵以GTD3a-5為實驗藻株，優(yōu)化其生長的培養(yǎng)條件。通過響應(yīng)面設(shè)計，以生物量和總脂濃度為響應(yīng)值，通過Plackett-Burman篩選實驗得到了影響藻株GTD3a-5的生物量和總脂濃度的三個主要影響因子（NaNO3、CaCl2.2H2O、EDTA），并以這三個主要影響因子進一步進行了Centr

5、al Composite Design優(yōu)化實驗，最終分別建立了藻株GTD3a-5生物量和總脂濃度的二次多項式數(shù)學(xué)回歸模型。通過響應(yīng)面法分析了兩者模型各因素之間的交互作用，得到了當(dāng)培養(yǎng)基中NaNO3濃度為150 mg/L、CaCl2.2H2O濃度為18 mg/L、EDTA濃度為20 mg/L時，可獲得藻株GTD3a-5的最大生物量，當(dāng)培養(yǎng)基中NaNO3濃度為50 mg/L、CaCl2.2H2O濃度為18 mg/L、EDTA濃度為20 mg

6、/L時，可獲得藻株GTD3a-5的最大總脂濃度。⑶根據(jù)微藻細胞的生長特性和環(huán)境要求設(shè)計加工了一套在戶外條件下培養(yǎng)沙漠微藻的氣升管式光生物反應(yīng)器，主要由光反應(yīng)管道、氣升管道、配氣裝置及附屬元件等組成。并在戶外條件下，以GTD3a-5為實驗藻，進行了藻株在三角瓶中的預(yù)實驗和與光生物反應(yīng)器中的培養(yǎng)對照實驗。實驗結(jié)果表明：通過遮陰網(wǎng)的遮光處理可保證沙漠微藻在戶外自然溫度和光照強度不可控的條件下，在光生物反應(yīng)器中能夠正常連續(xù)生長七天，且微藻GTD