[发明专利]一种利用悬浮载体快速吸附捕集的微藻收获方法

说明书

技术领域

本发明涉及微藻的生产收获技术领域，具体涉及一种利用悬浮载体快速吸附捕集的微藻收获方法。

背景技术

某些微藻细胞内含高比例油脂，通过脂转化作用可生产生物柴油，作为可再生能源代替煤和石油等传统不可再生能源，缓解全球规模的能源危机。另外，一些微藻细胞，例如雨生红球藻在稳定期能合成虾青素，具有药用价值。实现微藻的大规模工业化培养具有一定的经济价值和生态价值。

微藻细胞体积小，直径约为3-10μm。在微藻培养中，微藻富集浓缩过程是制约其大规模工业化应用的关键问题之一。现有的微藻收获方法有过滤、气浮、离心和沉降等，然而目前的方法均存在一定的问题。过滤容易造成滤网堵塞，且收集效率较低。增大压强则会升高微藻收获成本和能耗，同时增加对滤网的机械U强度的要求。离心分离法可有效分离微藻，但该方法所需能耗很大，成本高，从而影响该方法的大规模产业化应用。高速离心方法有可能破坏细胞壁甚至导致细胞破碎。气浮法是一种较有潜力的微藻富集法，但该法需有合理的气浮分离设备及分离工艺，分离效果受设备结构及工艺条件等诸多因素影响。沉降是通过调节pH或向培养液添加无机或有机化合物，使微藻发生絮凝沉降。混凝剂的引入可影响微藻品质，导致微藻后续应用加工受影响。此外，还有一些新型方法如，电场絮凝和利用真菌介导微藻成球等，均处于研究阶段。本发明旨在通过向培养体系添加悬浮载体实现快速吸附捕集收获微藻的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用悬浮载体快速吸附捕集的微藻收获方法，能够实现连续、便捷、经济地微藻大规模培养和收获。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用悬浮载体快速吸附捕集的微藻收获方法，当微藻培养至目标收获时期时，通过向微藻培养液中投加载体，使载体悬浮于微藻培养液中，利用载体与微藻的相对运动实现载体对微藻的快速吸附捕获，进而通过对载体和微藻的分离，实现微藻的收获。

所述载体的比表面积大、质地较硬，形状为丝状、球状或多面体；材质为麻、棉、马海毛；载体的投加量占微藻体积的20-40%。

去除微藻细胞后的载体能够回收再利用，重新投入到微藻培养液当中，液相藻细胞继续作为种子，再次被载体吸附捕集，实现微藻细胞的连续培养与收获。

所述使载体悬浮于微藻培养液中的方式为曝气动力、摇床动力或捆扎固定。

所述曝气动力的曝气气体为空气或二氧化碳气体，在曝气过程中，增加微藻细胞的运动性，即增加微藻细胞被载体捕获并附着的概率，载体上的微藻细胞能够利用曝气过程中补充的二氧化碳实现附着后的再生长，使得载体上的藻膜厚度增大，便于收获。

所述载体与微藻相对运动的形成方式为曝气动力、摇床动力或水流流动。

所述微藻的收获方式为：微藻在载体上形成一定厚度的藻膜后，通过对载体的捕捞或者截留实现对微藻细胞的收获。

上述所述的利用悬浮载体快速吸附捕集的微藻收获方法，能够用于异养培养和光合作用培养即自养培养、用于能源微藻的培养以及用于微藻分泌化学物质的生产。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1）与现有膜过滤收获微藻方法相比，本发明方法无膜过滤过程中滤网堵塞、收集效率较低等问题，无需增大系统压强。因此，能够降低微藻收获成本和能耗。

2）与现有离心分离收获微藻方法相比，本发明方法打破了离心分离方法所需能耗很大，成本高，从而影响该方法的大规模产业化应用的制约。同时不存在高速离心条件破坏细胞壁甚至导致细胞破碎的可能性，能够收获完整细胞。

3）与现有气浮收获微藻方法相比，本发明方法设备及分离工艺简单，易操作，收获效率稳定易控。

4）与现有混凝沉淀收获微藻方法相比，本发明方法无混凝剂的引入，不会影响微藻品质，不会导致微藻后续应用加工受影响。

附图说明

图1为本发明吸附捕集材料的加工过程示意图。

图2为本发明实施例1震荡培养示意图。

图3为本发明实施例1固液相藻总量随时间的变化曲线图。

图4为本发明实施例2吸附捕集前后水样变化图，其中：图4a为吸附捕集前水样，图4b为吸附捕集后水样。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。