一种微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法技术

本发明专利技术公开了一种微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法：将新鲜微藻细胞接种在相应的微藻培养液中培养，获得藻液，将藻液调节pH值静置分层，上层清液回收循环用于微藻培养，下层沉淀采用有机溶剂浸提、索氏抽提或酸法提取藻油。本发明专利技术方法在微藻生长前期，通过调节培养液中氮、磷浓度，提高微藻生物量；微藻生长后期，通过调节藻液的pH值，形成强碱或强酸环境，胁迫微藻快速积累藻油，同时使微藻絮凝脱水，采收微藻，从而实现培养与采收耦合，简化操作过程，缩短生产时间；培养液的循环利用既节省了培养成本，又避免了培养液排放对环境造成的污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微藻生物能源
，涉及ー种产油微藻胁迫培养快速积累大量藻油和微藻采收耦合的方法。(ニ)
技术介绍
随着工业和经济的快速发展，能源短缺和环境污染问题日益严重，寻求可以替代石油的可再生清洁能源成为世界能源エ业的发展方·向。藻类具有光合作用效率高、生长周期短，环境适应能力强、藻油含量丰富的特点，是富有前景的生产生物能源的原料之一。目前，微藻生物能源的关键问题在于培养成本高、微藻采收困难。培养成本高的原因主要有两个方面，其一是未能找到协调好微藻高生物产量和高藻油含量矛盾的微藻自养培养方法；其ニ是未能找到协调好培养盐的重复利用和采收成本之间矛盾的微藻采收方法。为了提高微藻的生物量和藻油含量，目前常用的培养方式是异养培养，即在培养过程中加入大量的葡萄糖等有机物质促使微藻的生长和藻油积累。由于加入了大量的有机物，异养培养的成本高。微藻的自养是在自然光照下，利用大气中的CO2及培养液中的N、P等无机盐培养微藻，相对于异养，自养的培养成本较低，但藻的脂质含量也较低。在自养培养微藻产油的过程中，常通过培养液营养成分特别是一些必须营养盐的缺陷，来诱导微藻产生藻油，但是在营养盐缺乏的情况下，大部分微藻不能实现高密度生长，因此，尽管提高了脂质含量，但藻油的产量不高。微藻的采收一般采用离心或絮凝的方法。离心采收的设备投资大和采收能耗高。絮凝采收常采用在藻液中加入絮凝剂促使藻细胞絮凝沉降的方法，由于加入了絮凝齐U，微藻采收后的上清液不能循环用于微藻的培养，造成培养盐和水的浪费，増加了培养成本，同时，絮凝后的上清液中富含有絮凝剂、营养盐以及藻细胞，直接排放会污染环境，浄化处理又増加了成本。在此背景下，本专利技术提出了ー种通过调节pH值促进微藻大量积累藻油的同时采收微藻的耦合方法在微藻生长的前期，通过调节培养液中氮、磷的浓度及比例提高微藻的生物质产量；在微藻生长的后期，通过调节培养液的PH值，形成强碱或强酸的环境，胁迫微藻快速积累大量藻油，同时使微藻絮凝脱水，采收微藻。采收微藻后的培养液调节PH后循环用于微藻的培养。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种增产、促油培养微藻和采收微藻的方法。本专利技术采用的技术方案是，所述方法为(I)将新鲜微藻细胞以体积分数5%的接种量接种在相应的微藻培养液(所述微藻培养液为本领域公知技术，不同的微藻种类对应不同的微藻培养液，海水微藻可以采用基础F/2培养液或调整氮磷比后的改良F/2培养液，淡水微藻可以采用CHU培养液)中，通入空气，在自然光照下，5 40°C培养至对数生长期后，再在同样条件下培养f 33d，获得藻液；(2)在步骤(I)获得的藻液中加入碱性水溶液调节pH值为1(Γ13，或在步骤(I)获得的藻液中加入酸性水溶液调节pH值为f 5，室温静置f5d使藻液分层，获得上层清液和下层沉淀，将下层沉淀过滤，取滤饼即获得藻泥，将藻泥采用有机溶剂A浸提、索氏抽提或酸法提取处理，获得所述藻油；所述有机溶剂A为下列之一こ醇、こ醚、こ酸こ酯或石油醚；(3)将步骤(2)的上层清液调节pH至7 8，获得调节pH值后的上层清液并检测上层清液组成，将调节PH值后的上层清液各个组成补足至相应微藻培养液组分，获得再生微藻培养液，循环用于微藻培养。进ー步，步骤(I)所述微藻优选为淡水微藻或海洋微藻。更进一歩，步骤(I)所述微藻优选为下列之一眼拟点微绿球藻、杜氏盐藻、葡萄藻或小球藻，所述眼拟点微绿球藻、杜氏盐藻为海洋微藻，葡萄藻或小球藻为淡水微藻。 进ー步，所述ー种微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法推荐按如下步骤进行(I)将新鲜微藻细胞以体积分数5%的接种量接种在相应微藻培养液中，通入空气，在自然光照下，5 40°C (优选2(T25°C)培养至对数生长期后，再在同样条件下培养fl5d (优选15d),获得藻液；所述微藻为海洋微藻；所述相应微藻培养液为改良F/2培养液,终浓度组成为NaN0325 1350mg/L、NaH2PO4 ·2Η20 5 270mg/L、Na2SiO3 · 9H2020mg/L、Na2EDTA 4. 36mg/L、FeCl3 · 6H20 3. 16mg/L、CuSO4 · 5H200. 01mg/L、ZnSO4 · 7H20 0. 023mg/L、CoCl2 · 6H200. 012mg/L、MnCl2 · 4H200. 18mg/L、Na2MoO4 · 2H20 0. 07mg/L、VB1O. I μ g/L、VB2O. 5 μ g/L、生物素0. 5 μ g/L，溶剂为水，pH值为；(2)在步骤(I)获得的藻液中加入碱性水溶液调节PH值为1(Γ13，或在步骤(I)获得的藻液中加入酸性水溶液调节pH值为f 5，室温静置f 5d(即pH胁迫f5d，同时使微藻絮凝采收)使藻液分层，获得上层清液和下层沉淀，将下层沉淀过滤，取滤饼即获得藻泥，将藻泥采用有机溶剂B浸提、索氏抽提或酸法提取处理，获得所述藻油；所述有机溶剂B为下列之一こ醇、こ醚、こ酸こ酯或石油醚；(3)将步骤(2)的上层清液调节PH至7 8(上层清液的pH在1(Γ13时，用磷酸调节pH至7 8 ;上层清液的pH在3飞时，用氢氧化钾或氢氧化钠水溶液调节pH至7 8)，获得调节pH值后的上层清液，在调节PH值后的上层清液中加入硝酸钠(NaNO3)和磷酸ニ氢钠(NaH2PO4 · 2H20),使NaNO3的终浓度为25 1350mg/L，NaH2PO4 · 2H20的终浓度为5 270mg/L，获得再生后的改良F/2培养液，循环用于微藻培养。进ー步，步骤(I)所述微藻更优选为眼拟点微绿球藻。进ー步，步骤(I)所述培养温度优选为25 30°C。进ー步，步骤(I)所述改良F/2培养液中NaNO3的终浓度优选为225 1350mg/L，相应氮磷质量比为4:1，最优选NaNO3的终浓度225mg/L，NaH2PO4 ·2Η20的终浓度优选为45mg/L,相应氮磷质量比为4:1。进ー步，步骤(2)所述碱性水溶液优选为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，更优选质量浓度5 10%的氢氧化钠水溶液或质量浓度5 10%的氢氧化钾水溶液，所述酸性水溶液优选为硫酸水溶液或盐酸水溶液，更优选体积浓度5 10%的硫酸水溶液或体积浓度I (Tl 5%的盐酸水溶液。进ー步，优选步骤(2)所述在步骤(I)获得的藻液中加入碱性水溶液调节pH值为11，室温静置3d (pH胁迫3d)使藻液分层，获得上层清液和下层沉淀。进ー步，所述微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法中所述微藻藻油的提取方法为本领域公知方法，通常步骤(2)藻泥按下列方法之一进行处理提取藻油①有机溶剂浸提将步骤(2)获得的藻泥在70°C下干燥12小时，获得干藻粉a，在干藻粉a中以质量比2:1加入石英砂a，碾磨30min，再加入有机溶剂C，在室温下浸提12小吋，过滤，获得滤液和滤饼，将滤饼用相同有机溶剂C在同样条件下浸提3次，合并所有滤液，将滤液减压浓缩脱除溶剂，得到藻油；所述有机溶剂C为下列之一こ醇、こ醚、こ酸こ酷或石油醚；所述有机溶剂C的体积用量以干藻粉a质量计为5ml/g 索氏抽提将步骤(2)获得的藻泥在70°C下干燥12小吋，获得干藻粉b，在干藻粉b中以质量比2:1加入石英砂b，碾磨30min，加入有机溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法，其特征在于所述方法为：（1）将新鲜微藻细胞以体积分数5%的接种量接种在相应的微藻培养液中，通入空气，在自然光照下，5~40℃培养至对数生长期后，再在同样条件下培养1~33d，获得藻液；（2）在步骤（1）获得的藻液中加入碱性水溶液调节pH值为10~13，或在步骤（1）获得的藻液中加入酸性水溶液调节pH值为1~5，室温静置1~5d使藻液分层，获得上层清液和下层沉淀，将下层沉淀过滤，取滤饼即获得藻泥，将藻泥采用有机溶剂A浸提、索氏抽提或酸法提取处理，获得所述藻油；所述有机溶剂A为下列之一：乙醇、乙醚、乙酸乙酯或石油醚；（3）将步骤（2）的上层清液调节pH至7~8，获得调节pH值后的上层清液，并检测上层清液组成，将调节pH值后的上层清液各个组成补足至相应微藻培养液组成，获得再生微藻培养液，循环用于微藻培养。

【技术特征摘要】
1.一种微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法，其特征在于所述方法为 (1)将新鲜微藻细胞以体积分数5%的接种量接种在相应的微藻培养液中，通入空气，在自然光照下，5 40°C培养至对数生长期后，再在同样条件下培养f 33d，获得藻液； (2 )在步骤(I)获得的藻液中加入碱性水溶液调节pH值为I(Γ13，或在步骤(I)获得的藻液中加入酸性水溶液调节PH值为f 5，室温静置f 5d使藻液分层，获得上层清液和下层沉淀，将下层沉淀过滤，取滤饼即获得藻泥，将藻泥采用有机溶剂A浸提、索氏抽提或酸法提取处理，获得所述藻油；所述有机溶剂A为下列之一こ醇、こ醚、こ酸こ酯或石油醚； (3)将步骤(2)的上层清液调节pH至7 8，获得调节pH值后的上层清液，并检测上层清液组成，将调节PH值后的上层清液各个组成补足至相应微藻培养液组成，获得再生微藻培养液，循环用于微藻培养。2.如权利要求I所述微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法，其特征在于步骤(I)所述微藻为淡水微藻或海洋微藻。3.如权利要求I所述微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法，其特征在于步骤(I)所述微藻为下列之一眼拟点微绿球藻、杜氏盐藻、葡萄藻或小球藻。4.如权利要求I所述微藻培养及采收耦合快速积累藻油的方法，其特征在于所述方法为 (O将新鲜微藻细胞以体积分数5%的接种量接种在相应的微藻培养液中，通入空气，在自然光照下，5 40°C培养至对数生长期后，再在同样条件下培养fl5d，获得藻液；所述微藻为海洋微藻；所述相应的微藻培养液为改良F/2培养液，终浓度组成为NaN0325 1350mg/L、NaH2PO4 · 2H205 270mg/L、Na2SiO3 · 9H20 20mg/L、Na2EDTA 4. 36mg/L、FeCl3 ·6Η203· 16mg/L、CuSO4 · 5H20 0. 01mg/L、ZnSO4 · 7H20 0. 023mg/L、CoCl2 · 6H200. 012mg/L、MnCl2 · 4H20 0. 18mg/L、Na2MoO4 · 2H20 0. 07mg/L、VB1O. I μ g/L、VB2O. 5 μ g/L、生物素0. 5 μ g/L,溶剂为水，pH值为7 8 ； (2)在步骤(I)获得的藻液中加入碱性水溶液调节pH值为1(Γ13，或在步骤(I)获得的藻液中加入酸性水溶液调节PH值为f 5，室温静置f5d使藻液分层，获得上层清液和下层沉淀，将下层沉淀过滤，取滤饼即获得藻泥，将藻泥采用有机溶剂B浸提、索氏抽提或酸法提取处理，获得所述藻油；所述有机溶剂B为下列之一こ醇、こ醚、こ酸こ酯或石油醚； (3)将步骤(2)的上层清液调节pH至7 8，获...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆向红，计建炳，窦晓，卢美贞，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：