專利名稱：小型水生動物高密度連續(xù)培養(yǎng)的方法及反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型水生動物高密度連續(xù)培養(yǎng)的方法及反應(yīng)器，可廣泛應(yīng)用于餌料動物及魚、蝦、蟹、貝類幼體的培育。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的生物反應(yīng)器的研究始于上世紀40年代，其目的最主要是針對微藻的大量培養(yǎng)需要，同時在發(fā)酵、釀造工業(yè)也發(fā)揮了巨大的作用，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展生物反應(yīng)器也被更多用來生產(chǎn)高價值的生物活性產(chǎn)物，根據(jù)不同的需要各種生物反應(yīng)器的設(shè)計已達到了完善化、標準化的程度。在上世紀末，人們開始用類似的生物反應(yīng)器培養(yǎng)輪蟲等小型水生動物，由于這種反應(yīng)器原本只為用于植物(藻類或微生物)的培養(yǎng)而設(shè)計，不具備去除代謝廢物的功能，因此，雖然培養(yǎng)動物也有一定效果，但不能進行高密度和長時間培養(yǎng)。迄今為止尚無專門用于小型水生動物高密度連續(xù)培養(yǎng)的反應(yīng)器和與之相配套的工藝的報道。用傳統(tǒng)的生物反應(yīng)器培養(yǎng)小型水生動物主要包括接種、喂食培養(yǎng)、采收等步驟，一般要經(jīng)過如下過程接種培養(yǎng)，種群開始生長，種群快速生長，種群生長減緩，培養(yǎng)結(jié)束，收獲培養(yǎng)物，清洗、消毒反應(yīng)器，重新接種。用傳統(tǒng)的生物反應(yīng)器培養(yǎng)小型水生動物的主要缺陷表現(xiàn)在一是在整個種群生長期間，隨著被培養(yǎng)動物的生長繁殖，動物排泄的代謝產(chǎn)物和食物殘渣不斷累積、分解使水質(zhì)惡化，卻無法得到及時去除，直接抑制培養(yǎng)動物的生長和繁殖，輕則產(chǎn)生休眠，重者導(dǎo)致動物死亡，培養(yǎng)失敗，故不能進行高密度連續(xù)培養(yǎng)；二是培養(yǎng)周期短，需要不斷重復(fù)接種，動物難以到達種群高峰，且每次重新接種都需要清洗、消毒反應(yīng)器，費時費力增加勞動強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種小型水生動物高密度連續(xù)培養(yǎng)的方法及專為小型水生動物培養(yǎng)而設(shè)計的特定的專用反應(yīng)器，在培養(yǎng)小型水生動物過程中，能方便地進行培養(yǎng)水體的更換和有效去除代謝廢物，并對培養(yǎng)水體的理化因子進行有效控制，可提高培養(yǎng)密度和產(chǎn)量，延長培養(yǎng)周期，且工藝簡單，人為控制程度高。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的第一個技術(shù)方案為一種小型水生動物高密度連續(xù)培養(yǎng)的方法，包括接種、喂食培養(yǎng)、采收等步驟，在喂食培養(yǎng)的過程中，增加下述操作步驟①排除廢物，②補充培養(yǎng)液，③調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值。
所述的步驟①是這樣實現(xiàn)的在反應(yīng)器中設(shè)置上部的培養(yǎng)腔和下部的廢物腔，將所述的培養(yǎng)腔和所述的廢物腔用濾過構(gòu)件分開，廢物通過所述的濾過構(gòu)件進入所述的廢物腔，水生動物不能通過所述的濾過構(gòu)件留在所述的培養(yǎng)腔中，通過一個廢水控制閥將廢物排出反應(yīng)器。
所述的步驟③是通過在培養(yǎng)過程中采取滴加酸、堿和專用水質(zhì)穩(wěn)定劑的方法來實現(xiàn)的。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的第二個技術(shù)方案為一種培養(yǎng)小型水生動物的生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器桶體和設(shè)置在所述的反應(yīng)器桶體中的氣升導(dǎo)流管，所述的反應(yīng)器桶體的近底部設(shè)置有一個濾過構(gòu)件，所述的濾過構(gòu)件將所述的反應(yīng)器桶體分隔為上部的培養(yǎng)腔和下部的廢水腔，所述的氣升導(dǎo)流管設(shè)置在所述的培養(yǎng)腔中，所述的氣升導(dǎo)流管的底端部緊貼所述的濾過構(gòu)件。
所述的濾過構(gòu)件包括設(shè)置在所述的反應(yīng)器桶體內(nèi)壁上的支撐凸圓，所述的氣升導(dǎo)流管底端部固定連接有環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板，所述的環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板和一個環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板將一濾網(wǎng)夾持固定，所述的環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板支承在所述的支撐凸圓上，所述的濾網(wǎng)的網(wǎng)孔為60目～250目，可以根據(jù)不同的水生動物來選擇不同的網(wǎng)孔。
所述的濾網(wǎng)最好是中心下垂的凹型濾網(wǎng)，也可以是平面形狀的或其它形狀的。
所述的濾網(wǎng)是可脫卸式的。
所述的環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板和所述的環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板之間設(shè)置有密封墊圈。
所述的反應(yīng)器桶體的底部設(shè)置有廢水控制筏，所述的反應(yīng)器桶體的頂部設(shè)置有溢氣孔和加液口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于設(shè)置一個濾過構(gòu)件，將反應(yīng)器容器分為上部的培養(yǎng)腔和下部的廢水腔，廢水腔通過與大氣相通的控制筏能夠定時或不定時地去除動物排泄的代謝產(chǎn)物和食物殘渣，可以在生物反應(yīng)器培養(yǎng)小型水生動物時及時去除水體中的動物排泄物、殘餌等有害廢物，達到維持動物生長繁殖所需的最佳水質(zhì)條件，并實現(xiàn)了延長培養(yǎng)周期的目的；通過及時添補培養(yǎng)液和食物來維持反應(yīng)器一定的液面高度和食餌濃度；在培養(yǎng)過程中采取滴加酸、堿和專用水質(zhì)穩(wěn)定劑的方法能夠維持培養(yǎng)液的pH值；當(dāng)培養(yǎng)的動物達到種群密度高峰后，進行定期采收，以確保繼續(xù)維持反應(yīng)器中的種群生長速度；本發(fā)明所采取技術(shù)手段簡單實用，可以廣泛用于各種小型水生動物高密度連續(xù)培養(yǎng)。從以下兩組實驗可以看出本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有明顯的優(yōu)點實驗一褶皺臂尾輪蟲Brachionus plicatilis(Rotifer)兩種培養(yǎng)方法比較實驗材料為褶皺臂尾輪蟲，在同一時間分別用相同容積的傳統(tǒng)氣升導(dǎo)流式生物反應(yīng)器(a組)和本發(fā)明涉及的小型水生動物生物反應(yīng)器(b組)進行培養(yǎng)試驗。在培養(yǎng)水溫30℃，海水鹽度24，濾過構(gòu)件的網(wǎng)孔為250目，初始接種密度相同，每天上午投喂經(jīng)離心的濃縮小球藻，下午投喂酵母的情況下，前5d的生長結(jié)果基本一致。隨著時間的推移，a組受培養(yǎng)工藝的限制不能換水，輪蟲生長明顯減緩；b組由于采取了本發(fā)明的工藝，輪蟲的生長保持了快速增長，結(jié)果如表1

實驗二多刺裸腹蚤兩種培養(yǎng)方法比較培養(yǎng)材料是淡水中常見的多刺裸腹蚤，在同一時間分別用相同容積的傳統(tǒng)氣升導(dǎo)流式生物反應(yīng)器(a組)和本發(fā)明涉及的小型水生動物生物反應(yīng)器(b組)進行培養(yǎng)試驗。試驗用水為經(jīng)充分暴氣的自來水，多刺裸腹蚤的餌料用人工培養(yǎng)的淡水柵藻和淡水小球藻，經(jīng)高速離心后的濃縮藻液，培養(yǎng)水溫12～20℃，濾過構(gòu)件的網(wǎng)孔為100目，蚤種來自同一地點并經(jīng)過1周馴養(yǎng)后的健康蚤體。實驗共進行了20天，結(jié)果如表2。



圖1為本發(fā)明反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為采用本發(fā)明的培養(yǎng)過程示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)的培養(yǎng)過程示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例一在一個特殊的反應(yīng)器中進行小型水生動物的高密度連續(xù)培養(yǎng)，該反應(yīng)器包括反應(yīng)器桶體1和氣升導(dǎo)流管2，在反應(yīng)器桶體1近底部的位置，設(shè)置有一個濾過構(gòu)件，將反應(yīng)器桶體1分為上下兩部分，上部為培養(yǎng)腔3，下部為廢水腔4，廢水腔4通過一廢水控制筏5與大氣相通，培養(yǎng)步驟如下首先在反應(yīng)器中接種褶皺臂尾輪蟲Brachionus plicatilis(Rotifer)，培養(yǎng)水溫30℃，海水鹽度24，濾過構(gòu)件的網(wǎng)孔為250目，每天上午投喂經(jīng)離心的濃縮小球藻，下午投喂酵母，在喂食培養(yǎng)到第4天開始增加下述操作步驟①通過廢水控制筏5排除廢水腔4中的廢物，這些廢物主要是代謝產(chǎn)物和食物殘渣，②補充培養(yǎng)液以保持反應(yīng)器中的液面高度，③通過在培養(yǎng)過程中采取滴加酸、堿和專用水質(zhì)穩(wěn)定劑的方法來調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值，從第7天開始出現(xiàn)種群密度高峰，從第9天開始此后每天進行采收20％。
實施例二在一個特殊的反應(yīng)器中進行小型水生動物的高密度連續(xù)培養(yǎng)，該反應(yīng)器包括反應(yīng)器桶體1和氣升導(dǎo)流管2，在反應(yīng)器桶體1近底部的位置，設(shè)置有一個濾過構(gòu)件，將反應(yīng)器桶體1分為上下兩部分，上部為培養(yǎng)腔3，下部為廢水腔4，廢水腔4通過一廢水控制筏5與大氣相通，培養(yǎng)步驟如下首先在反應(yīng)器中接種多刺裸腹蚤，試驗用水為經(jīng)充分暴氣的自來水，培養(yǎng)水溫12～20℃，濾過構(gòu)件的網(wǎng)孔為100目，多刺裸腹蚤的餌料用人工培養(yǎng)的淡水柵藻和淡水小球藻，經(jīng)高速離心后的濃縮藻液，在喂食培養(yǎng)到第4天開始增加下述操作步驟①通過廢水控制筏5排除廢水腔4中的廢物，這些廢物主要是代謝產(chǎn)物和食物殘渣，②補充培養(yǎng)液以保持反應(yīng)器中的液面高度，③通過在培養(yǎng)過程中采取滴加酸、堿和專用水質(zhì)穩(wěn)定劑的方法來調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值，從第12天開始出現(xiàn)種群密度高峰，此后每2天采收20％。
實施例三一種培養(yǎng)小型水生動物的生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器桶體1和氣升導(dǎo)流管2，在反應(yīng)器桶體1近底部的位置，增設(shè)一個濾過構(gòu)件，將反應(yīng)器桶體1分為上下兩部分，上部為培養(yǎng)腔3，下部為廢水腔4，廢水腔4通過一廢水控制筏5與大氣相通，反應(yīng)器桶體1和氣升導(dǎo)流管2為兩個中空同心圓柱體，氣升導(dǎo)流管2上端與一封蓋6相粘結(jié)，封蓋6上設(shè)置有進氣管7、溢氣孔8和補液口9，氣升導(dǎo)流管2上部的管壁上設(shè)置有溢流孔10，氣升導(dǎo)流管2下部的管壁上設(shè)置有回流孔11，濾過構(gòu)件包括設(shè)置在反應(yīng)器桶體1內(nèi)壁上的支撐凸圓12，在氣升導(dǎo)流管2的底端部固定連接有環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13，一個環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板14通過螺絲15和螺母16將濾網(wǎng)17和密封墊圈18夾持固定在環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13和環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板14之間夾持固定，環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13支承在支撐凸圓12上，濾網(wǎng)17的網(wǎng)孔為60目，濾網(wǎng)是中心下垂的凹型濾網(wǎng)。
實施例四一種培養(yǎng)小型水生動物的生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器桶體1和氣升導(dǎo)流管2，在反應(yīng)器桶體1近底部的位置，增設(shè)一個濾過構(gòu)件，將反應(yīng)器桶體1分為上下兩部分，上部為培養(yǎng)腔3，下部為廢水腔4，廢水腔4通過一廢水控制筏5與大氣相通，反應(yīng)器桶體1和氣升導(dǎo)流管2為兩個中空同心圓柱體，氣升導(dǎo)流管2上端與一封蓋6相粘結(jié)，封蓋6上設(shè)置有進氣管7、溢氣孔8和補液口9，氣升導(dǎo)流管2上部的管壁上設(shè)置有溢流孔10，氣升導(dǎo)流管2下部的管壁上設(shè)置有回流孔11，濾過構(gòu)件包括設(shè)置在反應(yīng)器桶體1內(nèi)壁上的支撐凸圓12，在氣升導(dǎo)流管2的底端部固定連接有環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13，一個環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板14通過螺絲15和螺母16將濾網(wǎng)17和密封墊圈18夾持固定在環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13和環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板14之間夾持固定，環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13支承在支撐凸圓12上，濾網(wǎng)17的網(wǎng)孔為120目，濾網(wǎng)是平面型濾網(wǎng)。
實施例五一種培養(yǎng)小型水生動物的生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器桶體1和氣升導(dǎo)流管2，在反應(yīng)器桶體1近底部的位置，增設(shè)一個濾過構(gòu)件，將反應(yīng)器桶體1分為上下兩部分，上部為培養(yǎng)腔3，下部為廢水腔4，廢水腔4通過一廢水控制筏5與大氣相通，反應(yīng)器桶體1和氣升導(dǎo)流管2為兩個中空同心圓柱體，氣升導(dǎo)流管2上端與一封蓋6相粘結(jié)，封蓋6上設(shè)置有進氣管7、溢氣孔8和補液口9，氣升導(dǎo)流管2上部的管壁上設(shè)置有溢流孔10，氣升導(dǎo)流管2下部的管壁上設(shè)置有回流孔11，濾過構(gòu)件包括設(shè)置在反應(yīng)器桶體1內(nèi)壁上的支撐凸圓12，在氣升導(dǎo)流管2的底端部固定連接有環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13，一個環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板14通過螺絲15和螺母16將濾網(wǎng)17和密封墊圈18夾持固定在環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13和環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板14之間夾持固定，環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13支承在支撐凸圓12上，濾網(wǎng)17的網(wǎng)孔為250目，濾網(wǎng)是圓柱面型濾網(wǎng)。
上述實施例中，環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板14的內(nèi)圓直徑最好與環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13內(nèi)圓直徑一致，環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板外圓直徑與支撐凸圓12的內(nèi)圓直徑相等，使用狀態(tài)下密封墊圈18正好處于支撐凸圓12和環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板13的接觸平面之間，起到密封隔絕培養(yǎng)動物進入廢水腔4，廢水則通過濾網(wǎng)17的濾過作用進入廢水腔4而最終通過廢水控制筏5排出。
本發(fā)明的反應(yīng)器還可以用于培養(yǎng)魚、蝦、蟹、貝類的幼體，相對于現(xiàn)有技術(shù)同樣具有明顯的優(yōu)點，如在下述的實驗中，我們進行了比較用普通生物反應(yīng)器(A)和本實用新型小型水生動物反應(yīng)器(B)，在水溫26～28℃、鹽度19的條件下，濾過構(gòu)件的網(wǎng)孔為200目，對泥蚶浮游幼蟲進行了培養(yǎng)比較實驗。幼蟲開始培養(yǎng)密度為2.0×107個/M3，投喂的餌料為人工培養(yǎng)的金藻，投喂?jié)舛?5～20個細胞/ml。試驗共進行了10天。結(jié)果如表3。在相同的培養(yǎng)密度下，前6d的結(jié)果基本一致，由于A組不具備換水的功能，從第7d起成活率大跌，幼蟲的生長速度也變慢，最后僅有約9％的幼蟲變態(tài)為匍匐幼蟲。而B組因為從第4d起每天換水20～50％，保持了培養(yǎng)水體的穩(wěn)定，最終幼蟲的生長量和成活率都明顯優(yōu)于B組。

權(quán)利要求
1.一種小型水生動物高密度連續(xù)培養(yǎng)的方法，包括接種、喂食培養(yǎng)、采收等步驟，其特征在于在喂食培養(yǎng)的過程中，增加下述操作步驟①排除廢物，②補充培養(yǎng)液，③調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值。
2.如權(quán)利要求1所述的小型水生動物高密度連續(xù)培養(yǎng)的方法，其特征在于所述的步驟①是這樣實現(xiàn)的在反應(yīng)器中設(shè)置上部的培養(yǎng)腔和下部的廢物腔，將所述的培養(yǎng)腔和所述的廢物腔用濾過構(gòu)件分開，廢物通過所述的濾過構(gòu)件進入所述的廢物腔，水生動物不能通過所述的濾過構(gòu)件留在所述的培養(yǎng)腔中，通過一個廢水控制閥將廢物排出反應(yīng)器。
3.如權(quán)利要求1所述的小型水生動物高密度連續(xù)培養(yǎng)的方法，其特征在于所述的步驟③是通過在培養(yǎng)過程中采取滴加酸、堿和專用水質(zhì)穩(wěn)定劑的方法來實現(xiàn)的。
4.一種培養(yǎng)小型水生動物的生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器桶體和設(shè)置在所述的反應(yīng)器桶體中的氣升導(dǎo)流管，其特征在于所述的反應(yīng)器桶體的近底部設(shè)置有一個濾過構(gòu)件，所述的濾過構(gòu)件將所述的反應(yīng)器桶體分隔為上部的培養(yǎng)腔和下部的廢水腔，所述的氣升導(dǎo)流管設(shè)置在所述的培養(yǎng)腔中，所述的氣升導(dǎo)流管的底端部緊貼所述的濾過構(gòu)件，所述的反應(yīng)器桶體的底部設(shè)置有廢水控制筏。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的培養(yǎng)小型水生動物的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的濾過構(gòu)件包括設(shè)置在所述的反應(yīng)器桶體內(nèi)壁上的支撐凸圓，所述的氣升導(dǎo)流管底端部固定連接有環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板，所述的環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板和一個環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板將一濾網(wǎng)夾持固定，所述的環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板支承在所述的支撐凸圓上，所述的濾網(wǎng)的網(wǎng)孔為60目～250目。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的培養(yǎng)小型水生動物的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的濾網(wǎng)是中心下垂的凹型濾網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的培養(yǎng)小型水生動物的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的濾網(wǎng)是可脫卸式的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的培養(yǎng)小型水生動物的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的環(huán)狀上濾網(wǎng)夾板和所述的環(huán)狀下濾網(wǎng)夾板之間設(shè)置有密封墊圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的培養(yǎng)小型水生動物的生物反應(yīng)器，其特征在于所述的反應(yīng)器桶體的頂部設(shè)置有溢氣孔和加液口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小型水生動物高密度連續(xù)培養(yǎng)的方法，特點是通過使用一種特殊的生物反應(yīng)器，在現(xiàn)有技術(shù)的接種、喂食培養(yǎng)、采收等步驟的基礎(chǔ)上，在喂食培養(yǎng)的過程中，增加下述操作步驟①排除廢物，②補充培養(yǎng)液，③調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值，本發(fā)明在生物反應(yīng)器培養(yǎng)小型水生動物時可及時去除水體中的動物排泄物、殘餌等有害廢物，達到維持動物生長繁殖所需的最佳水質(zhì)條件，并實現(xiàn)了延長培養(yǎng)周期的目的，當(dāng)培養(yǎng)的動物達到種群密度高峰后，可進行定期采收，以確保繼續(xù)維持反應(yīng)器中的種群生長速度，本發(fā)明所采取技術(shù)手段簡單實用，可廣泛應(yīng)用于餌料動物及魚、蝦、蟹、貝類幼體的高密度連續(xù)培養(yǎng)。
文檔編號A01K61/00GK1561701SQ20041001734
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者徐善良, 徐繼林, 嚴小軍, 駱其君, 裴魯青, 尤仲杰, 王丹麗 申請人:寧波大學(xué)