[发明专利]一种微藻收获方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物微藻领域，特别涉及一种高密度连续培养的微藻的收获、沉 降浓缩和干燥的方法。

背景技术

随着人们对微藻研究的日益深入，对微藻的了解也更加全面和深刻。其各种 价值被逐渐开发并加以利用，这也促使单细胞微藻的人工养殖获得了飞速的发 展。如今微藻利用不仅仅局限于水产养殖方面作为饲料，其利用价值正在不断的 被人们挖掘出来。微藻生长速度快，可以吸收大量的二氧化碳，因此可用于减小 温室效应，同时其快速生长可以消化大量的营养盐类，因此可用于某些污水的处 理，所以微藻在解决世界环境问题方面给人类带来了新的希望；某些种类的微藻 具有很高的营养价值，如蛋白质含量为60％至70％的螺旋藻，是地球上最古老 的微生物之一，含有18种氨基酸和丰富的维生素、微量元素，以及类胡萝卜素、 藻蓝素、酵素和多糖等可增强人体免疫力的成分，被誉为“21世纪人类最佳食品 和保健品”；某些种类还可作为化妆品的原料；近年来由于能源供应紧张，生物 柴油为缓解这一问题提供了新的解决方案。鉴于此，微藻的大规模培养近年来有 了较快的发展，各种养殖微藻的光生物反应器被设计出来，使得微藻较高密度培 养成为可能，相对于微藻培养的发展，其收获方法大大滞后，成为行业发展的一 个瓶颈，严重制约着微藻行业的发展。由于微藻独特的生物学特性，个体小，浓 度高，有的种类还有较大的粘性，因此普通的收集方法用起来效果并不是很理想。 一、离心方法，耗能高，成本高，不易扩大形成产业化，仅适用于实验室规模， 有些细胞壁很薄或没有细胞壁，因此高速离心还会导致细胞破碎。二，过滤方法， 普通滤纸孔径太大，微藻细胞仅有3～10微米，因此根本滤不住细胞；如改为滤 膜，即使孔径大小合适，但很多细胞有粘性，极容易堵塞滤膜，导致滤液过不去， 过滤失败，如增大压强，一方面成本升高，另一方面滤膜的机械强度不够。

目前虽然国内外企业投入了大量资金进行研究，但仍旧没有较好的解决方 法。因此要解决这一问题只能进行创新，进行发明。

本发明针对的是高密度连续培养的微藻生产系统，特别适合微藻生产系统， 此种生产系统的特点是：微藻生长迅速，可达到较高细胞密度，连续生产，培养 基可以循环利用节约生产成本。这种生产系统用本方法收获操作简便易行，节省 能源，成本低。

发明内容

本发明是为了实现大规模高密度连续培养微藻的简便易行，低成本的收获， 特别适合单细胞微藻生产系统。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明的原理是，首先根据重力学原理，将藻液自然静置一定时间，一般 24小时左右即可，微藻细胞会沉降，缩短沉降路程会减少沉降时间，根据所需 沉降时间和土地成本核算得出沉降路径的大小即沉降池的深度。一般沉降池深度 为15～20cm。影响微藻沉降速度的另一因素是微藻大小，微藻细胞直径小于5 微米的较难沉降，可适当延长沉降时间，10～15微米的较易沉降，可适当缩短 沉降时间。沉降池深度为15～20cm，沉降时间为24小时左右条件下，本方法针 对高密度连续培养光生物反应系统进行不完全收获，一般沉降率能达到60％以 上，由于是连续培养，上清藻液还要返回光反应器继续利用，这个沉降率可以接 受。沉降完成后将上清藻液用泵抽回光反应器。泵的选择因微藻而异，细胞壁厚 的微藻可选择的泵的范围较宽，比如小球藻，普通的涡轮离心泵即可，泵的功率 型号则要根据光反应系统的大小而定，如10立方米的系统，上海江滨制泵有限 公司生产的CQB100-80-125型号磁力驱动离心泵即可。对于细胞壁较薄的微藻 选泵要慎重，压力不要太大，如北京市津奥泰油泵制造厂生产的YCB型圆弧齿轮 泵，泵的正确选择可以防止微藻细胞过泵后破裂。上清藻液被抽回后适当补充营 养盐继续利用，根据下层浓藻液的深度确定要保留的深度，一般保留5～6cm深， 由于藻液浓度更高，颜色更深，吸收太阳光能更强，因此水分可以很快蒸发留下 干的藻片，收集藻片，制成藻粉，可用于后续产品的生产。

1.沉降

沉降池不宜太深，一般15～20cm，池底要平滑，池子大小根据生产系统的 大小而定，一般连续培养的光反应系统每天收获总体积10％～20％的藻液(与季 节有关，夏季生长旺盛可多收，冬季生长率降低相应减少)，因此，池子的体积 一般为光反应系统容积的20％左右。池子要建在向阳的地方。池子一般建三个， 轮流使用。