1.本发明涉及藻类培养技术领域，具体为一种恒温培养藻类的装置及实验方法。
背景技术：2.微藻是一种油脂含量较高的单细胞生物，尤其是小球藻，油脂含量可达细胞干重的20%，多种营养成分，可以作制备生物柴油，可以作为营养补充品服用，并且小球藻具有抗衰老、养颜等功效，栅藻含有丰富的蛋白质和维生素，是鱼类很好的饲料，如利用有机污水氧化塘养鱼，可获高产。大量繁殖的藻体也可作家禽的饲料。同时，微藻在饲料、食品、药品以及化妆品方面都有广阔的应用前景。而这些应用的基础，就是微藻的大规模培养。
3.藻类在培养过程中，生长繁殖的速度，出现一定的起伏，这种生长模式可划分为五个时期（延缓期、指数生长期、相对生长下降期、静止期、死亡期）。
4.目前，藻的培养方式以藻类培养的目的要求而各种各样，但可分为密闭式培养和开放式培养两大类。密闭式培养的目的是不使外界杂藻、菌类及其他有机体混入培养物中。将培养液密封在与外界完全隔离的透明容器中，由此通气、搅拌、输送培养液及调节水温和取样等设备，也都要与外界隔离。培养容器多为管状、也有池状，用有机玻璃或透明的聚乙烯塑料做成水平管道，直立或斜立在地上，暴露阳光或人工光照下。这种培养方式，所需成本高，耗材大，所需精力较高。开放式培养是将藻类培养于敞开的容器（如水泥池、管道、木盆等）中。开放式培养可分如下几种类型：（1）开放循环培养：其特点是培养液借助循环水泵而不断循环流动；（2）开放非循环培养：其特点是培养液不循环流动，而定时由小管通入co2和空气到培养液中；（3）半开放循环培养：半开放培养是指培养容器或池、槽等场所虽仍敞开，但有些部分密闭，或用塑料布覆盖。这种培养方式，利用管道，依靠动力，使培养液流动和通入含二氧化碳的空气，但该方式设备复杂。开放式培养法培养物中易发生生物污染，如细菌滋生。
5.目前在培养藻类的装置中，大多采用培养箱培养的方式，培养箱培养为封闭不透明结构，不适用于直接观察藻类生长情况，还需定期更换气泵以保持藻类内部碳源充足，同时，培养箱中温度不可直接观察，温度条件难以控制，造成藻类培养失败，因此需要一种温度可控、设备简单且耗能较小的培养装置。
技术实现要素：6.本发明的目的在于提供一种恒温培养藻类的装置及实验方法，为藻类提供稳定培养的方法，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。
7.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种恒温培养藻类的装置，包括水池和透明培养筒，所述水池的内部安装有加热棒和温度传感器，所述水池的外部安装有抽水水泵，所述抽水水泵的输出端连通固定有进水管道，所述进水管道连通固定于透明培养筒；所述透明培养筒为双层筒状结构且设置有两个，在所述透明培养筒内部安装灯管
和曝气头，在所述透明培养筒外侧设置进气管道、排水管道和出水口；所述水池内部设置有温度传感器和加热棒且水池外侧设置有抽水水泵，所述抽水水泵通过进水管道将水输入透明培养筒夹层中。
8.优选的，所述水池内部水温由温度传感器监测并由主控箱控制加热时间，外部设置抽水水泵并通过进水管道实现水池中的水与透明培养筒夹层中的水流动循环，单个所述透明培养筒可以培养至少6.5l藻类，外部夹层可存至少7l水。
9.优选的，所述温度传感器的数量为七个，其中一个安装在水池内部监测水温，剩下六个均匀分布现在两个透明培养筒上，用于监测藻温并分别由主控箱显示温度，所述透明培养筒包括两个亚克力板柱，每个亚克力板柱外侧设置三个温度传感器。
10.优选的，还包括气泵，所述气泵的一端使用软管并连接流量计，一端使用进气管道连接有曝气头，以达到控制透明培养筒内部藻类曝气量，所述灯管可由定时装置控制藻类光照时间。
11.优选的，所述出水口的数量为四个，均匀分布在透明培养筒上。
12.优选的，所述灯管设置于透明培养筒内部，一端连接定时装置同时另一端连接于主控箱，所述主控箱用于控制灯管的亮度。
13.优选的，所述进水管道和排水管道上分布有至少六组截止阀。
14.本发明还提供一种恒温培养藻类的装置的实验方法，包括如下步骤：步骤一：打开总电源，将水池内灌入自来水，打开主控箱，主控箱显示温度传感器所测的水温，打开水池外部所设置的抽水水泵，将水池中加热的水由进水管道输进透明培养筒夹层中，并由透明培养筒上方排水管道将水排到水池中，实现藻类恒温培养；步骤二：关闭左侧抽水管道的截止阀，打开位于右侧透明培养筒上抽水管道的截止阀，水流将通过透明培养筒的水浴保温层，实现左右两个培养藻类装置可单独使用；步骤三：在透明培养筒内部加入所需培养的藻类，由主控箱显示由温度传感器测得的藻温，并当藻温达到一定时，控制加热棒的运行，主控箱可单独控制左右两个培养装置的运行；步骤四：打开气泵，一端由进气管道连接曝气头，一端由软管连接流量计，调节流量计控制藻类生长所需二氧化碳量；步骤五：打开设置于透明培养筒内部的灯管，灯管的一端连接定时装置，一端连接主控箱，打开定时装置，用于控制灯管明亮时间以达到藻类最佳生长条件。
15.本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种恒温培养藻类的装置及实验方法，与现有技术相比，具有以下优点：与现有技术相比，本发明提供了室内恒温培养藻类的装置，本发明所设计的培养装置采用水浴控温的设计理念，具有温度可控、可平稳加热、藻类受热均匀的优点；本发明的透明培养筒以及其安装结构，可减少空气污染颗粒进入；本发明设计保温层使用的水可由水池中水循环使用；本发明设计采用主控箱控制光照强度，采用定时装置控制灯管明亮时间，从而控制藻类光照时间，达到最佳生长条件；该发明使用时，左右两个透明培养筒可单独使用，通过控制抽水管道上的截止阀，控制夹层中水的流动；通过抽水水泵将水池中加热过水输入进夹层中，使用水浴控温的设计理念，具有温度可控、可平稳加热、藻类受热均匀的优点，并由亚克力板柱上方排水管道
排出多余的水，再次进入水池中实现水循环利用。
16.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
17.图1为本发明的整体主视剖切结构示意图；图2为本发明的整体俯视剖切结构示意图；图3为本发明的整体侧视剖切结构示意图；图4为本发明的培养栅藻的温度结果示意图；图5为本发明的培养栅藻的吸光度结果示意图；图6为本发明的培养栅藻的ph结果示意图；图7为本发明的培养小球藻的温度结果示意图；图8为本发明的培养小球藻的吸光度结果示意图；图9为本发明的培养小球藻的ph结果示意图；图中：1、水池；2、加热棒；3、抽水水泵；4、流量计；5、透明培养筒；6、出水口；7、定时装置；8、主控箱；9、气泵；10、进水管道；11、软管；12、曝气头；13、温度传感器；14、进气管道；15、灯管；16、排水管道；17、截止阀；18、玻璃柱；19、亚克力板封板。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.本发明提供了如图1-3所示的实施例1：一种恒温培养藻类的装置，包括水池1和透明培养筒5，所述水池1的内部安装有加热棒2和温度传感器13，所述水池1的外部安装有抽水水泵3，所述抽水水泵3的输出端连通固定有进水管道10，所述进水管道10连通固定于透明培养筒5；所述透明培养筒5为双层筒状结构且设置有两个，在所述透明培养筒5内部安装灯管15和曝气头12，在所述透明培养筒5外侧设置进气管道14、排水管道16和出水口6；所述水池1内部设置有温度传感器13和加热棒2且水池1外侧设置有抽水水泵3，所述抽水水泵3通过进水管道10将水输入透明培养筒5夹层中。
20.所述水池1内部水温由温度传感器13监测并由主控箱8控制加热时间，外部设置抽水水泵3并通过进水管道10实现水池1中的水与透明培养筒5夹层中的水流动循环，单个所述透明培养筒5可以培养至少6.5l藻类，外部夹层可存至少7l水。
21.所述温度传感器13的数量为七个，其中一个安装在水池1内部监测水温，剩下六个均匀分布现在两个透明培养筒5上，用于监测藻温并分别由主控箱8显示温度，所述透明培养筒5包括两个亚克力板柱，每个亚克力板柱外侧设置三个温度传感器13。
22.还包括气泵9，所述气泵9的一端使用软管11并连接流量计4，一端使用进气管道14连接有曝气头12，以达到控制透明培养筒5内部藻类曝气量，所述灯管15可由定时装置7控制藻类光照时间。
23.所述出水口6的数量为四个，均匀分布在透明培养筒5上；所述灯管15设置于透明培养筒5内部，一端连接定时装置7同时另一端连接于主控箱8，所述主控箱8用于控制灯管15的亮度；所述进水管道10和排水管道16上分布有至少六组截止阀17；具体的，透明培养筒5的底部固定安装有八组玻璃柱18，同时透明培养筒5的亚克力板柱顶部设置有亚克力板封板19，所述玻璃柱18均匀的分布在透明培养筒5下方用于固定安装；所述亚克力板封板19盖设于透明培养筒5的顶部，对透明培养筒5与外接空间隔离，亚克力板封板19可减少空气污染颗粒进入。
24.本发明还提供一种恒温培养藻类的装置的实验方法，包括如下步骤：步骤一：打开总电源，将水池1内灌入自来水，打开主控箱8，主控箱8显示温度传感器13所测的水温，打开水池1外部所设置的抽水水泵3，将水池1中加热的水由进水管道10输进透明培养筒5夹层中，并由透明培养筒5上方排水管道16将水排到水池1中，实现藻类恒温培养；步骤二：关闭左侧抽水管道的截止阀17，打开位于右侧透明培养筒5上抽水管道的截止阀17，水流将通过透明培养筒5的水浴保温层，实现左右两个培养藻类装置可单独使用；步骤三：在透明培养筒5内部加入所需培养的藻类，由主控箱8显示由温度传感器13测得的藻温，并当藻温达到一定时，控制加热棒2的运行，主控箱8可单独控制左右两个培养装置的运行；步骤四：打开气泵9，一端由进气管道14连接曝气头12，一端由软管11连接流量计4，调节流量计4控制藻类生长所需二氧化碳量；步骤五：打开设置于透明培养筒5内部的灯管15，灯管15的一端连接定时装置7，一端连接主控箱8，打开定时装置7，用于控制灯管15明亮时间以达到藻类最佳生长条件。
25.在实施例1的基础上，请参阅图4-9，本发明提供的实施例2，恒温培养藻类的装置的实验方法，包括如下步骤：步骤一：称取1.7gbg-11培养基，溶于1l纯水中，在121℃进行灭菌25min处理后获得藻类培养液；步骤二：向水池灌入自来水，并淹没温度传感器，同时开启主控箱，将水池水温控制在20℃~30℃，打开抽水管道上的阀门，开启抽水水泵的电源，将水池水输入进透明培养筒5夹层中，同时打开灯管开关，通过定时装置，控制光照时间12h，光照强度5000-10000lux；步骤三：关闭亚克力板柱下方的截止阀，关闭出水口，在圆柱内部倒入5l栅藻，并按照1：5的比例倒入1l培养液，同时打开气泵电源，通过控制流量计，将栅藻内部的曝气程度控制在15l/h；步骤四：在每天的同一时刻，分别记录下水池的水温和藻温，打开下层出水口，并取15ml栅藻置于烧杯中，并测量记录下ph和吸光度，在记录一周后，继续按照1：5添加培养液，结果如图4、图5和图6所示，藻温可控制在25-30℃，并保持相对稳定，栅藻先处于生长
期，后处于稳定期。
26.步骤五：由图7、图8和图9可得，小球藻可在该装置下培养并保持稳定。
27.综上所述，与现有技术相比，本发明提供了室内恒温培养藻类的装置，本发明所设计的培养装置采用水浴控温的设计理念，具有温度可控、可平稳加热、藻类受热均匀的优点；本发明的透明培养筒以及其安装结构，可减少空气污染颗粒进入；本发明设计保温层使用的水可由水池中水循环使用；本发明设计采用主控箱控制光照强度，采用定时装置控制灯管明亮时间，从而控制藻类光照时间，达到最佳生长条件；该发明使用时左右两个透明培养筒可单独使用，通过控制抽水管道上的截止阀，控制夹层中水的流动；通过抽水水泵将水池中加热过水输入进夹层中，使用水浴控温的设计理念，具有温度可控、可平稳加热、藻类受热均匀的优点，并由亚克力板柱上方排水管道排出多余的水，再次进入水池中实现水循环利用。
28.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种恒温培养藻类的装置，其特征在于，包括水池(1)和透明培养筒(5)，所述水池(1)的内部安装有加热棒(2)和温度传感器(13)，所述水池(1)的外部安装有抽水水泵(3)，所述抽水水泵(3)的输出端连通固定有进水管道(10)，所述进水管道(10)连通固定于透明培养筒(5)；所述透明培养筒(5)为双层筒状结构且设置有两个，在所述透明培养筒(5)内部安装灯管(15)和曝气头(12)，在所述透明培养筒(5)外侧设置进气管道(14)、排水管道(16)和出水口(6)；所述水池(1)内部设置有温度传感器(13)和加热棒(2)且水池(1)外侧设置有抽水水泵(3)，所述抽水水泵(3)通过进水管道(10)将水输入透明培养筒(5)夹层中。2.根据权利要求1所述的一种恒温培养藻类的装置，其特征在于：所述水池(1)内部水温由温度传感器(13)监测并由主控箱(8)控制加热时间，外部设置抽水水泵(3)并通过进水管道(10)实现水池(1)中的水与透明培养筒(5)夹层中的水流动循环，单个所述透明培养筒(5)可以培养至少6.5l藻类，外部夹层可存至少7l水。3.根据权利要求2所述的一种恒温培养藻类的装置，其特征在于：所述温度传感器(13)的数量为七个，其中一个安装在水池(1)内部监测水温，剩下六个均匀分布现在两个透明培养筒(5)上，用于监测藻温并分别由主控箱(8)显示温度，所述透明培养筒(5)包括两个亚克力板柱，每个亚克力板柱外侧设置三个温度传感器(13)。4.根据权利要求3所述的一种恒温培养藻类的装置，其特征在于：还包括气泵(9)，所述气泵(9)的一端使用软管(11)并连接流量计(4)，一端使用进气管道(14)连接有曝气头(12)，以达到控制透明培养筒(5)内部藻类曝气量，所述灯管(15)可由定时装置(7)控制藻类光照时间。5.根据权利要求4所述的一种恒温培养藻类的装置，其特征在于：所述出水口(6)的数量为四个，均匀分布在透明培养筒(5)上。6.根据权利要求5所述的一种恒温培养藻类的装置，其特征在于：所述灯管(15)设置于透明培养筒(5)内部，一端连接定时装置(7)同时另一端连接于主控箱(8)，所述主控箱(8)用于控制灯管(15)的亮度。7.根据权利要求6所述的一种恒温培养藻类的装置，其特征在于：所述进水管道(10)和排水管道(16)上分布有至少六组截止阀(17)。8.根据权利要求7所述的一种恒温培养藻类的装置的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：打开总电源，将水池(1)内灌入自来水，打开主控箱(8)，主控箱(8)显示温度传感器(13)所测的水温，打开水池(1)外部所设置的抽水水泵(3)，将水池(1)中加热的水由进水管道(10)输进透明培养筒(5)夹层中，并由透明培养筒(5)上方排水管道(16)将水排到水池(1)中，实现藻类恒温培养；步骤二：关闭左侧抽水管道的截止阀(17)，打开位于右侧透明培养筒(5)上抽水管道的截止阀(17)，水流将通过透明培养筒(5)的水浴保温层，实现左右两个培养藻类装置可单独使用；步骤三：在透明培养筒(5)内部加入所需培养的藻类，由主控箱(8)显示由温度传感器(13)测得的藻温，并当藻温达到一定时，控制加热棒(2)的运行，主控箱(8)可单独控制左右两个培养装置的运行；
步骤四：打开气泵(9)，一端由进气管道(14)连接曝气头(12)，一端由软管(11)连接流量计(4)，调节流量计(4)控制藻类生长所需二氧化碳量；步骤五：打开设置于透明培养筒(5)内部的灯管(15)，灯管(15)的一端连接定时装置(7)，一端连接主控箱(8)，打开定时装置(7)，用于控制灯管(15)明亮时间以达到藻类最佳生长条件。
技术总结本发明公开了一种恒温培养藻类的装置及实验方法，包括水池、透明培养筒、进出水设备、加热、照明与供气结构等结构，还包括步骤一至五的实验方法；本发明所设计的培养装置采用水浴控温的设计理念，具有温度可控、可平稳加热、藻类受热均匀的优点；本发明的透明培养筒以及其安装结构，可减少空气污染颗粒进入；本发明设计保温层使用的水可由水池中水循环使用；本发明设计采用主控箱控制光照强度，采用定时装置控制灯管控制光照时间达到最佳生长条件；使用水浴控温的设计理念，具有温度可控、可平稳加热、藻类受热均匀的优点，并由亚克力板柱上方排水管道排出多余的水，再次进入水池中实现水循环利用。水循环利用。水循环利用。
技术研发人员：文豪 秦微 尹鸿伟 章浩文 赵逸凡 朱敏
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/7/5
