微藻的养殖及采收方法技术

本发明专利技术涉及微藻的养殖及采收方法，其中的采收方法包括:将光密度值OD680>1.6的藻液，在pH值≥7且温度≤40℃的条件下，沉降24小时以上；然后在20℃～40℃下，收获下层沉降的藻液。本发明专利技术的采收方法不需要加入任何的化学药剂，即可达到较好的沉降效果。本发明专利技术的养殖和采收方法通过在微藻养殖过程中加入少量的酸，然后在一定条件进行沉降采收，即可解决微藻养殖过程的沉降问题，又可在采收过程中以较低成本达到较好的沉降效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
微藻是一类在水中生长的种类繁多且分布极其广泛的低等植物，它是由阳光驱动的细胞工厂，通过微藻细胞高效的光合作用，吸收CO2,将光能转化为脂肪或淀粉等碳水化合物的化学能，并放出02。利用微藻生产生物能源与化学品可以同时达到“替代化石能源、减少CO2排放、净化废气与污水”三个目的。“微藻生物技术”的优势在于以下几个方面--①微藻是光合效率最高的原始植物，与农作物相比，单位面积的产率高出数十倍。微藻也是自然界中生长最为迅速的一种植物，通常在24h内，微藻所含生物质可以翻倍，在其“指数生长期”内其生物量翻倍时间可以缩短到3.5h。②微藻可以生长在高盐、高碱环境的水体中，可充分利用滩涂、盐碱地、沙漠进行大规模培养，也可利用海水、盐碱水、工业废水等非农用水进行培养，因此微藻可以不同农作物争地、争水。③产油率高，微藻干细胞的含油量可高达70%，微藻没有高等植物的根茎叶等细胞分化，在缺氮等条件下，某些单细胞微藻可大量积累油脂，是最有前景的产油生物。④微藻的培养需要利用工业废气中的CO2，缓解温室气体的排放，也可以吸收工业废气中的氮Ox，减少环境的污染。⑤生产微藻生物柴油的同时，还可以生产相当数量的微藻生物质，还可进一步获得蛋白质、多糖、脂肪酸等高价值产品。 微藻可分为原核藻类和真核藻类，原核藻类以蓝藻为主，含叶绿素a、不形成细胞器、能进行光合作用，细胞中蛋白质含量高，可达干重的70%，脂肪含量低，为5%左右；真核藻类种类比较多，是主要的生物燃料藻种的来源。常见的微藻主要归于以下八个门类:娃藻门(Bacillar1phyta)、绿藻门(Chlorophyta)、金藻门(Chrysophyta)、蓝藻门(Cyanophyta)> 甲藻门(Pyrroptata)、红藻门(Rhodophyta)、隐藻门(Cryptophyta)和黄藻门(Xanthophyta)。其中，娃藻门、绿藻门和金藻门是最具潜力的生物柴油藻种来源。 微藻高效规模化养殖技术，即通过研究开发微藻规模化养殖的新设备与新工艺来高效、低成本地获得微藻生物量，是微藻生物技术的核心之一。影响微藻生长的因素很多，主要有光、营养盐、CO2, pH、温度和O2等，这些因素在微藻规模培养过程中所产生的影响尤为突出。研究表明，微藻的生长及脂类物质的含量与光照、氮、磷和温度等培养条件密切相关。不同藻类生长和积累脂类物质的培养条件不尽相同，应该根据不同的藻种确定最佳培养条件，提高生长速率和油脂含量。微藻的养殖需要有充足的阳光、CO2、水和无机盐，温度通常要控制在20?30°C，pH值通常在近中性(pH值为5?9)，养殖介质必须能够提供组成微藻细胞的无机元素，如氮、P、K、S1、Fe等。 如何高效率、低成本地采收微藻一直是微藻生物技术中的难题，主要原因是:微藻个体微小(通常小于20微米)且藻液浓度很低(在采收浓度下，通常不到藻液质量的3%。)。现有的微藻采收方法主要是絮凝法、过滤法、离心法和沉降法。其中，絮凝法、过滤法和离心法的工艺较复杂、成本较高。沉降法具有操作简便、节省能源等优点，如CN101748068公开了一种微藻收获方法，该方法利用重力学原理，针对高密度连续培养光合生物反应系统进行不完全收获，对于浓度大于17个每毫升的藻液(相当于OD68tl=L 0)，沉降率一般可达60%以上，沉降后分离出的上层清液返回光反应系统继续利用，对于不容易沉降的微藻，需要使用PH调节剂将藻液pH调节至强碱性，使微藻产生自絮凝以加快沉降。该方法仍存在以下不足:①对于直径较小的微藻，调节PH强碱性使其自絮凝，会导致成本的增加并影响微藻的活力，不利于循环利用藻种某些情况下，轻微的扰动就会使微藻重新分散，不利于分离沉降后的清液。 在微藻养殖过程中，微藻沉降会导致生物量积累变慢、生长效率降低等问题，现有方法是采用搅拌、曝气等手段让藻液流动以避免微藻沉降，从而保证微藻的顺利生长，然而这必然造成较大的能耗和物耗，导致微藻养殖成本的上升。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种微藻的采收方法，解决现有微藻沉降采收方法中存在的问题。本专利技术的目的之二是提供一种微藻的养殖和采收方法，既能解决微藻养殖过程中的微藻沉降问题，又能提高微藻沉降采收的效果。 一种微藻的采收方法，将光密度值0D_>1.6的藻液，在pH值彡7且温度彡40°C的条件下，沉降24小时以上；然后在20°C?40°C下，收获下层沉降的藻液。 试验发现，虽然采收时的藻液浓度很低(不到藻液质量的3%。)，但藻液浓度仍对微藻沉降有明显的影响，当藻液的光密度值OD68tl < 1.6时，微藻十分难于沉降。根据本专利技术的方法，藻液的光密度值0D_>1.6时,进行沉降；优选藻液的光密度值OD68tl > 2,进行沉降，更优选藻液的光密度值OD68tl > 3.5时，进行沉降。 试验发现，当藻液呈酸性时，微藻十分难于沉降。根据本专利技术的方法，需要将藻液的PH值控制在> 7，优选> 8。本专利技术不需要将藻液pH调节至强碱性，只需要使用pH调节剂或依赖微藻自身生长导致的藻液PH值上升使其处于非酸性状态即可。优选的条件下，依赖微藻自身生长使藻液PH值为7?9时，再进行沉降。 根据本专利技术的方法，需要在彡40°C的条件下进行沉降。当沉降温度大于40°C时，易使微藻的活力降低，甚至死亡，不利于循环利用藻种。 优选的沉降时间为24?72小时。 根据本专利技术的方法，需要将收获温度控制在20°C?40°C。试验发现，当温度<20°C时，轻微的藻液扰动，就会导致沉降的微藻重新分散，因此需要将收获温度控制在20°C?40。。。 沉降深度可依据具体的微藻和现有技术确定,一般为50mm?1000mm,较佳的深度为 50 ?120mm。 所述的微藻优选属于绿藻门，更优选是小球藻或栅藻。 —种微藻的养殖和米收方法,包括； (I)在微藻的养殖过程中，向藻液中加入酸，使加入酸后的藻液pH值为酸性，养殖至藻液光密度值0D_>1.6 ; (2)将步骤(I)得到的藻液，在pH值彡7且温度彡40°C的条件下，沉降24小时以上；然后在20°C?40°C下，收获下层沉降的藻液，上层浓度较稀的藻液返回步骤(I)循环利用。 应该理解到，为了不影响微藻的生长，本专利技术中调节pH值所加的酸应可以被微藻所代谢，例如，可以为醋酸或柠檬酸。优选为醋酸。 还应理解到，在微藻的养殖过程中，随着微藻的不断生长繁殖，藻液的pH值是上升的，本专利技术所述的“加入酸后的藻液PH值”是指加入酸后立即测量的pH值。 根据本专利技术的方法，向藻液中加入酸的主要目的是为了使微藻不易沉降，因此不需加入过多的酸，一般在16?168小时内加入一次酸即可，优选每隔24小时左右,加入一次酸。对于小球藻和栅藻而言，加入醋酸还可以大幅提升生物量积累速率。基于本领域的常识，加入酸的量，不应使“加入酸后的藻液PH值”超出适宜微藻生长的范围，一般使加入酸后的藻液PH值呈酸性即可。优选的情况下，酸的加入量使加入酸后的藻液pH值为5? 6.5。 优选的情况下，步骤(I)中，当依赖微藻自身生长使藻液pH值彡7时，再通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微藻的采收方法，将光密度值OD680>1.6的藻液，在pH值≥7且温度≤40℃的条件下，沉降24小时以上；然后在20℃～40℃下，收获下层沉降的藻液。

【技术特征摘要】
1.一种微藻的采收方法，将光密度值0D_>1.6的藻液，在pH值> 7且温度彡40°C的条件下，沉降24小时以上；然后在20°C?40°C下，收获下层沉降的藻液。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，藻液的光密度值OD68tl> 3.5时，进行沉降。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，依赖微藻自身生长使藻液PH值为7?9时，再进行沉降。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，沉降时间为24?72小时。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的微藻属于绿藻门。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的微藻是小球藻或栅藻。7.一种微藻的养殖和米收方法，包括: (1)在微藻的养殖过程中，向藻液中加入酸，使加入酸后的藻液PH值为酸性，养殖至藻液光密度值0D_>1.6 ; (2)将步骤(I)得到的藻液，在pH值彡7且温度彡40°C的条件下，沉降24小时以上；然后在20°C?40°C下，收获下层沉降...

【专利技术属性】
技术研发人员：程琳，荣峻峰，周旭华，黄绪耕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11