一种环保型收集微藻的方法
【专利摘要】本发明公开了一种环保型收集微藻的方法，在微藻生物反应器中将微藻培养至浓度为0.5g/L~1.5g/L，通过管道或泵将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中，向微藻培养液中添加取代度为0.15~0.45的阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比（w/w）为0.01~0.20，以200r/min的转速搅拌微藻培养液5~10min，促使微藻絮凝，再将微藻培养液静置沉淀10~30min，收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。本发明采用阳离子淀粉作为絮凝剂，具有无毒、经济、环保、絮凝效率高等特点，微藻形成的絮凝密实，浓缩因子高，且能较好的保持微藻原有的生物特性，可直接用于食品、饲料和生物柴油等领域。
【专利说明】一种环保型收集微藻的方法【技术领域】[0001]本发明属于生物工程领域，具体涉及一种环保型收集微藻的方法。
【背景技术】
[0002]微藻是一类可光合自养的微生物，含有丰富的蛋白质、多不饱和脂肪酸、色素等营养物质。同时，因其具有生长速度快，单位体积产量高等优点，在生物饲料、生物制药、保健品及生物燃料等诸多领域都有广泛的应用前景。然而，因其个体极其微小(3-30 μπι)，且藻液的浓度较低(〈I g/L)，增加了其收获难度。因此，从藻液中高效地采收高浓度的微藻，成为了其产业工业化规模发展的瓶颈。[0003]目前存在的收获技术存在着诸多问题。传统的沉降法利用微藻自身重力的沉降作用进行收集，成本低，但效率及回收率太低；离心法效率较高，但可能会破坏微藻的结构，同时运行成本太高；压滤和真空过滤无法处理粒径小的微藻，膜过滤易受膜污染问题的影响，无法在工业规模上应用；电泳法效率虽高，但在变压及整流过程中存在电能损耗，耗能较大；无机絮凝剂包含有重金属离子，对环境和微藻本身均会产生严重的污染。
[0004]阳离子生物絮凝剂是一种安全环保的絮凝剂，通过与微藻表面所带负电荷进行中和，使其达到“净”电荷的状态，从而絮凝沉降下来。目前阳离子生物絮凝剂中最具有代表性的为壳聚糖絮凝剂，絮凝效果较好，但壳聚糖絮凝的微藻浓缩因子较低，同时壳聚糖成本比较高，就经济性而言并不理想。因此，寻找一种经济、高效收获微藻的方法，对促进其产业发展具有重要意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种利用阳离子淀粉作为絮凝剂高效收集微藻的方法，使微藻形成的絮凝密实，浓缩因子高，且能较好的保持其原有的生物特性。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种环保型收集微藻的方法，包括以下步骤:
(1)在微藻生物反应器中将微藻培养至浓度为0.5 g/r1.5 g/L，通过管道或泵将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中；
(2)向絮凝反应池中的微藻培养液加入阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.Ο1-Ο.20 ；
(3)以200r/min的转速搅拌微藻培养液5~10min，促使微藻絮凝，再将微藻培养液静置沉淀l(T30min ；
(4)收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。
[0007]所述的阳离子淀粉溶液是将1份阳离子淀粉溶于1000份蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得。
[0008]所述的阳离子淀粉溶液的取代度在0.15-0.45。
[0009]所述的微藻包括普通小球藻、斜生栅藻、二形栅藻。[0010]本发明的显著优点在于:
(I)本发明采用阳离子淀粉作为絮凝剂，具有无毒、经济、环保、絮凝效率高等特点。
[0011]( 2 )本发明为微藻的收集提供了一个简单快捷的方法，所收集的微藻絮凝密实，浓缩因子高，且能较好的保持微藻原有生物特性，可直接用于食品、饲料和生物柴油等领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
将1份阳离子淀粉溶于1000份蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得阳离子淀粉溶液。在微藻生物反应器中培养微藻生长至浓度为0.5 g/L，通过管道将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中，向絮凝反应池中的微藻培养液加入取代度为0.15的阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.20，以200 r/min的转速搅拌微藻培养液5min,促使微藻絮凝,再将微藻培养液静置沉淀IOmin,收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。普通小球藻絮凝程度在90 %以上，收集浓缩的藻液。
[0014]实施例2
将1份阳离子淀粉溶于1000份蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得阳离子淀粉溶液。在微藻生物反应器中培养微藻生长至浓度为0.5 g/L，通过管道将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中，向絮凝反应池中的微藻培养液加入取代度为0.22的阳离子淀粉溶液作为絮凝剂， 使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.15，以200r/min的转速搅拌微藻培养液5 min,促使微藻絮凝,再将微藻培养液静置沉淀10 min,收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。普通小球藻絮凝程度在90 %以上，收集浓缩的藻液。
[0015]实施例3
将1份阳离子淀粉溶于1000份蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得阳离子淀粉溶液。在微藻生物反应器中培养微藻生长至浓度为0.5 g/L，通过管道将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中，向絮凝反应池中的微藻培养液加入取代度为0.45的阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.08，以200r/min的转速搅拌微藻培养液5 min,促使微藻絮凝,再将微藻培养液静置沉淀10 min,收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。普通小球藻絮凝程度在90 %以上，收集浓缩的藻液。
[0016]实施例4
将I g阳离子淀粉溶于I L蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得阳离子淀粉溶液。在微藻光学反应器中培养微藻生长至浓度为1.0 g/L，通过管道将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中，向絮凝反应池中的微藻培养液加入取代度为0.15的阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.16，以200r/min的转速搅拌微藻培养液8min，促使微藻絮凝，再将微藻培养液静置沉淀20min，收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。普通小球藻絮凝程度在90 %以上，收集浓缩的藻液。
[0017]实施例5 将I g阳离子淀粉溶于I L蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得阳离子淀粉溶液。在微藻光学反应器中培养微藻生长至浓度为1.0 g/L，通过泵将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中，向絮凝反应池中的微藻培养液加入取代度为0.27的阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.05，以200 r/min的转速搅拌微藻培养液lOmin，促使微藻絮凝，再将微藻培养液静置沉淀20min，收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。普通小球藻絮凝程度在90 %以上，收集浓缩的藻液。
[0018]实施例6
将1份阳离子淀粉溶于1000份蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得阳离子淀粉溶液。在微藻生物反应器中培养微藻生长至浓度为1.0 g/L，通过管道将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中，向絮凝反应池中的微藻培养液加入取代度为0.45的阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.03，以200r/min的转速搅拌微藻培养液5 min,促使微藻絮凝,再将微藻培养液静置沉淀20 min,收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。普通小球藻絮凝程度在90 %以上，收集浓缩的藻液。
[0019]实施例7
将1份阳离子淀粉溶于1000份蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得阳离子淀粉溶液。在微藻生物反应器中培养微藻生长至浓度为1.5 g/L，通过泵将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中，向絮凝反应池中的微藻培养液加入取代度为0.15的阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.10，以200r/min的转速搅拌微藻培养液5 min,促使微藻絮凝,再将微藻培养液静置沉淀30 min,收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。普通小球藻絮凝程度在90 %以上，收集浓缩的藻液。
[0020]实施例8
将1份阳离子淀粉溶于1000份蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得阳离子淀粉溶液。在微藻生物反应器中培养微藻生长至浓度为1.5 g/L，通过泵将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中，向絮凝反应池中的微藻培养液加入取代度为0.31的阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.03，以200r/min的转速搅拌微藻培养液5 min,促使微藻絮凝,再将微藻培养液静置沉淀30 min,收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。普通小球藻絮凝程度在90 %以上，收集浓缩的藻液。
[0021]实施例9
将1份阳离子淀粉溶于1000份蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得阳离子淀粉溶液。在微藻生物反应器中培养微藻生长至浓度为1.5 g/L，通过泵将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中，向絮凝反应池中的微藻培养液加入取代度为0.45的阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.01，以200r/min的转速搅拌微藻培养液5 min,促使微藻絮凝,再将微藻培养液静置沉淀30 min,收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。普通小球藻絮凝程度在90 %以上，收集浓缩的藻液。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范 围。
【权利要求】
1.一种环保型收集微藻的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)在微藻生物反应器中将微藻培养至浓度为0.5 g/r1.5 g/L，通过管道或泵将80%的微藻培养液转入絮凝反应池中； (2)向絮凝反应池中的微藻培养液加入阳离子淀粉溶液作为絮凝剂，使阳离子淀粉质量与溶液中微藻的干重比(w/w)为0.Ο Ο.20 ； (3)以200r/min的转速搅拌微藻培养液5~10min，促使微藻絮凝，再将微藻培养液静置沉淀l(T30min ； (4)收集沉淀的微藻浓缩液，将上清液循环用于微藻的重新培养。
2.根据权利要求1所述的环保型收集微藻的方法，其特征在于:所述的阳离子淀粉溶液是将1份阳离子淀粉溶于1000份蒸馏水中，在80°C的水浴中糊化30 min后，冷却2 h制得。
3.根据权利要求1或2所述的环`保型收集微藻的方法，其特征在于:所述的阳离子淀粉溶液的取代度在0.15^0.45。
4.根据权利要求1所述的环保型收集微藻的方法，其特征在于:所述的微藻包括普通小球藻、斜生栅藻、二形栅藻。
【文档编号】C12N1/12GK103484371SQ201310457266
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】林向阳, 王静, 李麒龙, 沈英 申请人:福州大学