[发明专利]一种微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法

说明书

（一）技术领域

本发明属于微藻生物能源技术领域，涉及一种产油微藻胁迫培养快速积累大量藻油和微藻采收耦合的方法。

（二）背景技术

随着工业和经济的快速发展，能源短缺和环境污染问题日益严重，寻求可以替代石油的可再生清洁能源成为世界能源工业的发展方向。藻类具有光合作用效率高、生长周期短，环境适应能力强、藻油含量丰富的特点，是富有前景的生产生物能源的原料之一。目前，微藻生物能源的关键问题在于培养成本高、微藻采收困难。培养成本高的原因主要有两个方面，其一是未能找到协调好微藻高生物产量和高藻油含量矛盾的微藻自养培养方法；其二是未能找到协调好培养盐的重复利用和采收成本之间矛盾的微藻采收方法。为了提高微藻的生物量和藻油含量，目前常用的培养方式是异养培养，即在培养过程中加入大量的葡萄糖等有机物质促使微藻的生长和藻油积累。由于加入了大量的有机物，异养培养的成本高。微藻的自养是在自然光照下，利用大气中的CO₂及培养液中的N、P等无机盐培养微藻，相对于异养，自养的培养成本较低，但藻的脂质含量也较低。在自养培养微藻产油的过程中，常通过培养液营养成分特别是一些必须营养盐的缺陷，来诱导微藻产生藻油，但是在营养盐缺乏的情况下，大部分微藻不能实现高密度生长，因此，尽管提高了脂质含量，但藻油的产量不高。微藻的采收一般采用离心或絮凝的方法。离心采收的设备投资大和采收能耗高。絮凝采收常采用在藻液中加入絮凝剂促使藻细胞絮凝沉降的方法，由于加入了絮凝剂，微藻采收后的上清液不能循环用于微藻的培养，造成培养盐和水的浪费，增加了培养成本，同时，絮凝后的上清液中富含有絮凝剂、营养盐以及藻细胞，直接排放会污染环境，净化处理又增加了成本。在此背景下，本发明提出了一种通过调节pH值促进微藻大量积累藻油的同时采收微藻的耦合方法：在微藻生长的前期，通过调节培养液中氮、磷的浓度及比例提高微藻的生物质产量；在微藻生长的后期，通过调节培养液的pH值，形成强碱或强酸的环境，胁迫微藻快速积累大量藻油，同时使微藻絮凝脱水，采收微藻。采收微藻后的培养液调节pH后循环用于微藻的培养。

（三）发明内容

本发明目的是提供一种增产、促油培养微藻和采收微藻的方法。

本发明采用的技术方案是：

一种微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法，所述方法为：

（1）将新鲜微藻细胞以体积分数5%的接种量接种在相应的微藻培养液（所述微藻培养液为本领域公知技术，不同的微藻种类对应不同的微藻培养液，海水微藻可以采用基础F/2培养液或调整氮磷比后的改良F/2培养液，淡水微藻可以采用CHU培养液）中，通入空气，在自然光照下，5~40℃培养至对数生长期后，再在同样条件下培养1~33d，获得藻液；

（2）在步骤（1）获得的藻液中加入碱性水溶液调节pH值为10~13，或在步骤（1）获得的藻液中加入酸性水溶液调节pH值为1~5，室温静置1~5d使藻液分层，获得上层清液和下层沉淀，将下层沉淀过滤，取滤饼即获得藻泥，将藻泥采用有机溶剂A浸提、索氏抽提或酸法提取处理，获得所述藻油；所述有机溶剂A为下列之一：乙醇、乙醚、乙酸乙酯或石油醚；

（3）将步骤（2）的上层清液调节pH至7~8，获得调节pH值后的上层清液并检测上层清液组成，将调节pH值后的上层清液各个组成补足至相应微藻培养液组分，获得再生微藻培养液，循环用于微藻培养。

进一步，步骤（1）所述微藻优选为淡水微藻或海洋微藻。

更进一步，步骤（1）所述微藻优选为下列之一：眼拟点微绿球藻、杜氏盐藻、葡萄藻或小球藻，所述眼拟点微绿球藻、杜氏盐藻为海洋微藻，葡萄藻或小球藻为淡水微藻。