一种处理微藻培养液的方法技术

本发明专利技术提供一种处理微藻培养液的方法，所述方法包括如下步骤：（1）将待处理的微藻培养液进行絮凝浓缩，得到培养清液和浓缩后的微藻培养液；（2）将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至7.5-14，得到碱性浓缩藻液；（3）将碱性浓缩藻液进行破壁，得到微藻溶浆；（4）将微藻溶浆进行絮凝破乳，得到破乳后的微藻溶浆；（5）将破乳后的微藻溶浆进行沉降分离，得到微藻油脂、溶浆清液和藻渣；其中，将步骤（2）中的碱性浓缩藻液与步骤（5）中的溶浆清液进行第一换热，然后与步骤（3）中的所述微藻溶浆进行第二换热；并且，将培养清液和/或溶浆清液用于培养微藻。本发明专利技术的方法能够将单位油脂能耗降低70%左右。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业微生物学领域，具体地，涉及一种处理微藻培养液的方法。
技术介绍
微藻是的光合效率高，生长迅速，可以吸收大量二氧化碳（CO2），有效地降低温室效应。微藻在生长过程中吸收大量的营养盐类，为污水处理提供良好的途径。特别是，微藻的细胞中含有大量的脂肪酸酯，可望成为生物能源的重要基础原料。但是，微藻养殖液浓度较低，一般不超过1%。并且微藻在微藻培养液中处于较为稳定的悬浮状态，且微藻多为单细胞生物，其直径通常在3-30μm之间，如果通过离心来分离，则会因所需转速较高而能耗巨大；如果通过过滤分离，则会因极易堵塞滤孔而导致过滤失败。因此，将微藻从微藻培养液中分离出来十分困难。在微藻油脂的提取方面，国内外研发机构做了大量的研究。例如CNCN1416469A中报道了一种利用水热法提取含油微生物中的油脂的技术，通过KOH处理裂殖壶菌（Schizochytrium sp.）的发酵液，并使蒸汽通入发酵液，在130℃加热约30分钟，然后用商业购得Westfalia HFA-100堆积-盘离心机从处理过的发酵液回收粗油。实验证实，该方法存在能耗高、经济性和环境友好性差的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有提取微藻油脂的方法中存在的能耗高、经济性和环境友好性差的缺陷，提供一种处理微藻培养液的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种处理微藻培养液的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）将待处理的微藻培养液与第一絮凝剂混合，并进行絮凝浓缩，得到培养清液和浓缩后的微藻培养液；（2）将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至7.5-14，得到碱性浓缩藻液；（3）在水热条件和搅拌条件下，将碱性浓缩藻液进行破壁，得到微藻溶浆；（4）将微藻溶浆与第二絮凝剂混合，并进行絮凝破乳，得到破乳后的微藻溶浆；（5）将破乳后的微藻溶浆进行沉降分离，得到微藻油脂、溶浆清液和藻渣；其中，所述第一絮凝剂和第二絮凝剂能够使微藻细胞和/或微藻细胞的碎片絮凝；将步骤（2）中的所述碱性浓缩藻液与步骤（5）中的所述溶浆清液进行第一换热，然后与步骤（3）中的所述微藻溶浆进行第二换热，使得所述碱性浓缩藻液的温度升高；并且，将所述培养清液和/或所述溶浆清液用于培养微藻。通过上述技术方案，本专利技术的方法能够将单位油脂能耗（kW/kg油脂）降低70%左右。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是实施例1的工艺流程示意图。图2是对比例1的工艺流程示意图。附图标记说明具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术中，未做相反说明的情况下，气体和液体的体积数值均为标准状态下的数值。本专利技术提供了一种处理微藻培养液的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）将待处理的微藻培养液与第一絮凝剂混合，并进行絮凝浓缩，得到培养清液和浓缩后的微藻培养液；（2）将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至7.5-14，得到碱性浓缩藻液；（3）在水热条件和搅拌条件下，将碱性浓缩藻液进行破壁，得到微藻溶浆；（4）将微藻溶浆与第二絮凝剂混合，并进行絮凝破乳，得到破乳后的微藻溶浆；（5）将破乳后的微藻溶浆进行沉降分离，得到微藻油脂、溶浆清液和藻渣；其中，所述第一絮凝剂和第二絮凝剂能够使微藻细胞和/或微藻细胞的碎片絮凝；将步骤（2）中的所述碱性浓缩藻液与步骤（5）中的所述溶浆清液进行第一换热，然后与步骤（3）中的所述微藻溶浆进行第二换热，使得所述碱性浓缩藻液的温度升高；并且，将所述培养清液和/或所述溶浆清液用于培养微藻。其中，步骤（1）中，主要通过常规的絮凝方法将微藻细胞从培养液中絮凝下来，从而实现微藻培养液的浓缩。其中，絮凝剂的种类和用量以及絮凝浓缩的条件选择均可以在较大的范围内的选择。优选情况下，相对于每升的待处理的微藻培养液，以第一絮凝剂的干重计算，第一絮凝剂的用量可以为10-300mg，优选为60-200mg。其中，步骤（1）中，优选情况下，絮凝浓缩的条件包括：pH值为5-6.5，时间为5-20分钟，温度为10-50℃。为了进一步提高后续处理步骤的效率，优选情况下，絮凝浓缩在加压的条件下进行，即在压力为0.2-0.4MPa下进行。其中，步骤（1）中，典型地，待处理的微藻培养液中，微藻的含量为0.1-0.3重量%。为了进一步提高后续处理步骤的效率，步骤（1）使得浓缩后的微藻培养液中，微藻的含量为1-10重量%，更优选为5-10重量%。其中，步骤（2）中，为了进一步提高后续处理步骤的效率，优选情况下，将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至10-13。其中，步骤（2）中，调整pH值可以使用常规的碱，例如氢氧化钠和/或氢氧化钾。其中，步骤（2）中，通过将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至碱性，从而使得浓缩后的微藻培养液成为碱性浓缩藻液。其中，步骤（3）中，水热条件是指在加压条件下维持水的温度高于100℃且保持液态的条件，具体的水热条件可以在较宽的范围内选择，为了进一步提高后续处理步骤的效率，优选情况下，水热条件包括：温度为100-180℃，更优选为120-150℃。其中，步骤（3）中，水热条件的压力可以在较宽的范围内变化，只要能使水的温度高于100℃且保持液态即可，为了进一步提高后续处理步骤的效率，优选情况下，水热条件还包括：温度为120-150℃时，压力为0.4-0.6MPa。其中，步骤（3）中，在水热的条件下，还可以通过搅拌来进一步增加破壁的效率。其中，步骤（3）中，搅拌的条件使微藻细胞中的油脂溶出，具体可以包括：相对于每立方米被搅拌的物料，搅拌功率为0.15-1.5kW；搅拌时间为5-120分钟；优选地，搅拌的条件可以包括：相对于每立方米被搅拌的物料，搅拌功率为0.2-1kW；搅拌时间为30-60分钟。在上述搅拌条件下，可以使微藻细胞中的油脂溶出。其中，步骤（3）中，破壁的时间可以为2-30分钟，优选为10-20分钟。其中，步骤（3）中，微藻细胞在水热条件下和搅拌条件下破碎，成为微藻细胞碎片，从而使得碱性浓缩藻液成为微藻溶浆。其中，步骤（4）中，第二絮凝剂的种类和用量以及絮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理微藻培养液的方法，其特征在于，所述处理微藻培养液的方法包括如下步骤：（1）将待处理的微藻培养液与第一絮凝剂混合，并进行絮凝浓缩，得到培养清液和浓缩后的微藻培养液；（2）将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至7.5‑14，得到碱性浓缩藻液；（3）在水热条件和搅拌条件下，将碱性浓缩藻液进行破壁，得到微藻溶浆；（4）将微藻溶浆与第二絮凝剂混合，并进行絮凝破乳，得到破乳后的微藻溶浆；（5）将破乳后的微藻溶浆进行沉降分离，得到微藻油脂、溶浆清液和藻渣；其中，所述第一絮凝剂和第二絮凝剂能够使微藻细胞和/或微藻细胞的碎片絮凝；将步骤（2）中的所述碱性浓缩藻液与步骤（5）中的所述溶浆清液进行第一换热，然后与步骤（3）中的所述微藻溶浆进行第二换热，使得所述碱性浓缩藻液的温度升高；并且，将所述培养清液和/或所述溶浆清液用于培养微藻。

【技术特征摘要】
1.一种处理微藻培养液的方法，其特征在于，所述处理微藻培养液的
方法包括如下步骤：
（1）将待处理的微藻培养液与第一絮凝剂混合，并进行絮凝浓缩，得
到培养清液和浓缩后的微藻培养液；
（2）将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至7.5-14，得到碱性浓缩藻液；
（3）在水热条件和搅拌条件下，将碱性浓缩藻液进行破壁，得到微藻
溶浆；
（4）将微藻溶浆与第二絮凝剂混合，并进行絮凝破乳，得到破乳后的
微藻溶浆；
（5）将破乳后的微藻溶浆进行沉降分离，得到微藻油脂、溶浆清液和
藻渣；
其中，所述第一絮凝剂和第二絮凝剂能够使微藻细胞和/或微藻细胞的
碎片絮凝；将步骤（2）中的所述碱性浓缩藻液与步骤（5）中的所述溶浆清
液进行第一换热，然后与步骤（3）中的所述微藻溶浆进行第二换热，使得
所述碱性浓缩藻液的温度升高；并且，将所述培养清液和/或所述溶浆清液用
于培养微藻。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（1）中，相对于每升的待
处理的微藻培养液，以第一絮凝剂的干重计算，第一絮凝剂的用量为
10-300mg。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤（1）中，絮凝浓缩的
条件包括：pH值为5-6.5，压力为0.2-0.4MPa，时间为5-20分钟，温度为
10-50℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（1）中，待处理的微藻培
养液中，微藻的含量为0.1-0.3重量%；浓缩后的微藻培养液中，微藻的含量
为1-10重量%。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（2）中，将浓缩后的微藻
培养液的pH值调整至10-13。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（3）中，水热条件包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：马东强，于鹏，杨克勇，荣峻峰，林伟国，周旭华，
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