專利名稱：一種微藻細(xì)胞絮凝采收的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源微藻技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種利用化學(xué)物質(zhì)改性天然物質(zhì)絮凝收集微藻的工藝。
背景技術(shù)：
微藻分布廣泛，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長周期短，是一種新型的低碳環(huán)保資源，對人類社會(huì)的生產(chǎn)、生活也有著十分重要的作用。微藻中的油脂含量高，其中某些多不飽和脂肪酸成分更是生活中所必需的。獲取不飽和脂肪酸的傳統(tǒng)方式，如從月見草、黑加侖等植物籽油中或從海洋動(dòng)物如甲殼類、魚類中提取，已無法滿足市場需求。而微藻具有生長快、不受原料、產(chǎn)地和季節(jié)限制等獨(dú)特優(yōu)勢，且其中的多不飽和脂肪酸比魚油的組成簡單、易于提取和純化等。因此利用微藻發(fā)酵生產(chǎn)多不飽和脂肪酸已發(fā)展成為多不飽和脂肪酸生產(chǎn)的必然趨勢。目前，研究表明微藻的生物質(zhì)回收所需的費(fèi)用要遠(yuǎn)大于微藻養(yǎng)殖的費(fèi)用。因此，在微藻開發(fā)應(yīng)用中，采收方法及其技術(shù)條件成為了決定微藻開發(fā)應(yīng)用的重要因素。對于工業(yè)規(guī)模的微藻養(yǎng)殖，從藻液中米收微藻一直是個(gè)瓶頸。目前，微藻的米收方法主要有離心、氣浮法、泡載法和絮凝沉淀法。其中離心、氣浮法和泡載法的生產(chǎn)裝置成本較高，絮凝沉淀法因其生產(chǎn)成本低、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，成為目前研究的方向之一。用于微藻采收的絮凝劑種類有兩大類無機(jī)類絮凝劑(如聚合硫酸鐵)和有機(jī)類絮凝劑(如殼聚糖)。張亞杰、羅生軍等(張亞杰，羅生軍，等.陽離子絮凝劑對小球藻濃縮收集效果的研究.可再生能源，2010，28:35 38.)研究了陽離子絮凝劑聚合氯化鋁 (PAC)、聚合硅酸硫酸鋁(PASS)和聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDADMA)對小球藻的濃縮效果。濃縮效果很好，但絮凝劑的成本相對較高。申請?zhí)枮?01010559334. 4的中國發(fā)明專利采用殼聚糖-路易斯酸絮凝劑對含油微藻進(jìn)行絮凝并給出了藻泥脫水工藝。劉戀等(劉戀，陳兵等.殼聚糖改性粘土對高藻水中藻類的絮凝去除.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2010,6:1296 1300.)對殼聚糖改性粘土用于天然高藻水中藻類的絮凝去除進(jìn)行了研究。按照上述發(fā)明專利和文獻(xiàn)，絮凝劑的成本較高且絮凝效率偏低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高效絮凝采收微藻細(xì)胞的工藝，利用該工藝的微藻細(xì)胞采收絮凝率高、絮凝效果快，原料成本低廉、安全環(huán)保且操作簡便。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種微藻細(xì)胞絮凝采收的工藝，其特征在于所述絮凝采收方法包括以下步驟I)將殼聚糖、三聚氰胺或EDTA改性的凹凸棒土絮凝劑與助凝劑CaCl2溶液混合加入到微藻懸浮液中，使微藻懸浮液中絮凝劑的濃度為O. 3 O. 6g/L，CaCl2的濃度為O. 01 O. 03g/L，調(diào)節(jié)微藻培養(yǎng)液的pH為7 9 ;2)以300 500rpm的轉(zhuǎn)速快速攪拌微藻懸浮液5 IOmin,將微藻懸浮液靜置沉淀30 60min，收集絮凝物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，步驟(I)中絮凝劑是將一定量的殼聚糖、三聚氰胺或EDTA溶于5mol/L鹽酸中，再加入凹凸棒土，使殼聚糖、三聚氰胺或EDTA與凹凸棒土的質(zhì)量比為I : 10，常溫?cái)嚢?4h，75°C干燥，研磨，過200目篩。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，步驟(I)采用的殼聚糖N-脫乙酰度在90%以上。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，步驟(I)中微藻懸浮液中絮凝劑濃度為 O.4g/L。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，步驟(I)中微藻懸浮液中CaCl2濃度為 O.02g/L。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，步驟(I)中微藻懸浮液pH為8. 5。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，步驟(I)采用的微藻為普通小球藻、淡色紫球藻、鹽藻等細(xì)胞表面帶負(fù)電的一類微藻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，絮凝劑的原料價(jià)格低廉、安全環(huán)保、無毒害， 采用助凝劑有效提高絮凝效率，絮凝工藝操作方便適合工業(yè)化應(yīng)用。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I按質(zhì)量比，殼聚糖凹凸棒土 = I 10的比例，稱取O. 3g殼聚糖加入10mL、5mol/ L鹽酸中，混合攪拌一段時(shí)間后，再向其中加入3g凹凸棒土，常溫?cái)嚢?4h后，75°C干燥，研磨，過200目篩，即可制得絮凝劑。首先將絮凝劑和助凝劑CaCl2溶液混合，再加入到普通小球藻懸浮液中，使小球藻培養(yǎng)液中絮凝劑的濃度為O. 4g/L，助凝劑CaCl2濃度為O. 02g/L。調(diào)節(jié)微藻培養(yǎng)液的pH為 7 9,以300rpm的轉(zhuǎn)速快速攪拌小球藻懸浮液5min,將小球藻培養(yǎng)液靜置沉淀30min,絮凝程度為99%以上，靜止分層后倒掉上清液，收集絮凝物。實(shí)施例2按質(zhì)量比，三聚氰胺凹凸棒土 = I 10的比例，稱取O. 3g三聚氰胺加入10mL、 5mol/L鹽酸中，混合攪拌一段時(shí)間后，再向其中加入3g凹凸棒土,常溫?cái)嚢?4h后，75°C干燥，研磨，過200目篩，即可制得絮凝劑。首先將絮凝劑和助凝劑CaCl2溶液混合，再加入到普通小球藻懸浮液中，使小球藻培養(yǎng)液中絮凝劑的濃度為O. 37g/L，助凝劑CaCl2濃度為O. 025g/L。調(diào)節(jié)微藻培養(yǎng)液的pH 為7 9,以400rpm的轉(zhuǎn)速快速攪拌小球藻懸浮液5min,將小球藻培養(yǎng)液靜置沉淀30min, 絮凝程度為95%以上，靜止分層后倒掉上清液，收集絮凝物。實(shí)施例3按質(zhì)量比，EDTA :凹凸棒土 = I 10的比例，稱取O. 3g EDTA加入10mL、5mol/ L鹽酸中，混合攪拌一段時(shí)間后，再向其中加入3g凹凸棒土，常溫?cái)嚢?4h后，75°C干燥，研磨，過200目篩，即可制得絮凝劑。首先將絮凝劑和助凝劑CaCl2溶液混合，再加入到普通小球藻懸浮液中，使小球藻
4培養(yǎng)液中絮凝劑的濃度為O. 5g/L，助凝劑CaCl2濃度為O. 02g/L。調(diào)節(jié)微藻培養(yǎng)液的pH為 7 9,以300rpm的轉(zhuǎn)速快速攪拌小球藻懸浮液8min,將小球藻培養(yǎng)液靜置沉淀30min,絮凝程度為99%以上，靜止分層后倒掉上清液，收集絮凝物。
權(quán)利要求
1.一種微藻細(xì)胞絮凝采收的工藝，其特征在于所述絮凝采收方法包括以下步驟1)將殼聚糖-凹凸棒土絮凝劑和CaCl2作助凝劑混合添加到微藻培養(yǎng)液中，使微藻細(xì)胞懸浮液中絮凝劑濃度為O. 3 O. 6g/L，CaCl2的濃度為O. 01 O. 03g/L，調(diào)節(jié)微藻培養(yǎng)液的pH為7 9 ;2)以300 500rpm轉(zhuǎn)速快速攪拌微藻懸浮液5 IOmin,之后將微藻懸浮液靜置沉淀 30 60min,收集絮凝物。
2.如權(quán)利要求I所述的一種微藻細(xì)胞絮凝采收的工藝，其特征在于所述的殼聚糖-凹凸棒土絮凝劑是將一定量的殼聚糖溶解于5mol/L的鹽酸中，再加入10倍殼聚糖質(zhì)量的凹凸棒土，常溫?cái)嚢?4h，75°C烘干，研磨，過200目篩，所制得的絮凝劑中殼聚糖與凹凸棒土的質(zhì)量比為I : 10。
3.如權(quán)利要求I所述的一種微藻細(xì)胞絮凝采收的工藝，其特征在于助凝劑CaCl2的濃度為 O. 01 O. 03g/L。
4.如權(quán)利要求I或2所述的一種微藻細(xì)胞絮凝采收的工藝，其特征在于所述的殼聚糖脫乙酰度在70%以上。
5.如權(quán)利要求I或2所述的一種微藻細(xì)胞絮凝采收的工藝，其特征在于助凝劑CaCl2 首先與絮凝劑混合，再加入微藻細(xì)胞懸浮液充分混勻。
6.如權(quán)利要求I或2所述的一種微藻細(xì)胞絮凝采收的工藝，其特征在于絮凝劑中的殼聚糖可以替換為三聚氰胺、EDTA等一類的含多個(gè)-NH2的物質(zhì)。
7.如權(quán)利要求I所述的一種微藻細(xì)胞絮凝采收的工藝，其特征在于所述的微藻為普通小球藻、淡色紫球藻、鹽藻、金藻、塔胞藻等細(xì)胞表面帶負(fù)電的微藻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微藻細(xì)胞絮凝采收的工藝，屬于能源微藻技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于采用殼聚糖、三聚氰胺或EDTA與凹凸棒土制備成絮凝劑，加入CaCl2作為助凝劑進(jìn)行微藻絮凝采收。本發(fā)明提供了絮凝劑的制備及絮凝采收的工藝技術(shù)。將絮凝劑干燥、研磨、過篩加入微藻培養(yǎng)液中，使絮凝劑的濃度為0.3～0.6g/L，助凝劑CaCl2的濃度為0.01～0.03g/L，調(diào)節(jié)微藻培養(yǎng)液pH為7～9，攪拌均勻后靜置沉淀，絮凝程度可達(dá)99％以上。本發(fā)明提供的絮凝工藝原料價(jià)格低廉、安全環(huán)保、操作方便且絮凝效率高，可廣泛用于工業(yè)化生產(chǎn)中微藻的采收。
文檔編號(hào)C12R1/89GK102604837SQ201210108958
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者余曉紅, 吳喬林, 許偉, 邵榮 申請人:鹽城工學(xué)院