CN102492627B - 微藻富集与收获方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微藻富集与收获方法。该微藻富集与收获方法：包括下列步骤：1)首先微藻水悬浮液在空冷器中与冷空气进行换热，之后进入结晶器；2)二次冷媒在另外一个空冷器中与冷空气连续换热；3)冷凝后的二次冷媒进入结晶器中，二次冷媒液滴吸热蒸发，微藻水悬浮液则放热和冻结形成冰晶；4)将在结晶器中气化的二次冷媒抽离，经过干燥器再使二次冷媒进入空冷器进行换热冷凝；5)得到的含有冰晶的微藻浓缩液，输入到过滤罐进行过滤分离；6)将过滤出的冰晶排出过滤罐，微藻浓缩液输入到收集器。本发明利用环境冷空气等作为冷源，采用冷冻换热方法使含有微藻的水悬浮液冷冻结晶，再经后续的固液分离，实现微藻的富集与收获。
Description
技术领域
本发明涉及一种微藻富集与收获方法。
背景技术
微藻是一类在陆地和海洋分布广泛、营养丰富、光合利用率高的植物，细胞代谢产生多糖、蛋白质、色素、油脂等，使其在食品、医药、动物饲料、废水处理、生物能源等领域具有良好的开发前景。但由于生产成本偏高，特别是生长及收获过程的能耗较高，在很大程度上制约微藻的大规模发展。目前，微藻富集与收获常用的方法有沉淀、气浮、离心和过滤。沉降效率主要受絮凝体密度的影响，微藻细胞本身的密度是一个重要的影响因素；离心分离法是目前应用最广泛的微藻生物量采收法，但是运行成本较高；过滤法与微藻细胞的大小有直接关系，分离效果较差。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供一种微藻富集与收获方法，本发明利用摄氏零下自然气候条件，以环境冷空气等作为冷源，采用冷冻换热方法使含有微藻的水悬浮液冷冻结晶，再经后续的固液分离，实现微藻的富集与收获。
本发明的技术方案是：该微藻富集与收获方法包括下列步骤：
1)、首先微藻水悬浮液在第一空冷器中与冷空气进行换热，预冷却后进入结晶器；
2)、不溶于水的二次冷媒在另外一个第二空冷器中与冷空气连续换热，二次冷媒温度降低并冷凝；
3)、冷凝后的二次冷媒进入装有微藻水悬浮液的结晶器中，二次冷媒液滴吸热蒸发，微藻水悬浮液则放热和冻结形成冰晶；
4)、将在结晶器中气化的二次冷媒抽离，经过干燥器吸收气相中夹带的水蒸气，再使二次冷媒进入第二空冷器进行换热冷凝；
5)、得到的含有冰晶的微藻浓缩液，以冰浆的形式输入到过滤罐(5)，进行过滤分离；
6)、将过滤出的冰晶排出过滤罐，微藻浓缩液输入到收集器。
本发明具有如下有益效果：本发明利用自然界的空气冷量，经过冷空气预冷却、二次冷媒直接接触使水结晶，再将冰晶与微藻浓缩液分离即可，无需高能耗制冷机组，且换热过程损失小，微藻富集分离效果高。同时，本发明可实现微藻养殖与海水淡化、废水处理的过程耦合，在分离收获微藻的同时生产农业灌溉用水。得到的微藻浓缩液可直接利用或干燥为藻粉。
附图说明：
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式：
下面结合实例对本发明作进一步说明：
该微藻富集与收获方法包括下列步骤：
1)、首先微藻水悬浮液在第一空冷器1中与＜-5℃的冷空气进行换热，预冷却后进入结晶器4；第一空冷器1微藻悬浮液入口温度25℃。出口温度约为-5℃。
2)、不溶于水的二次冷媒在另外一个第二空冷器2中与冷空气连续换热，二次冷媒温度降低并冷凝；第二空冷器2采用湿式空冷器，二次冷媒入口温度3℃，出口温度为-20℃。其中二次冷媒为烷烃、醚类、烯烃、卤代烃或二氯四氟乙烷；烷烃为丁烷或异丁烷；醚类为乙醚或环氧乙烷；烯烃为丁烯或戊烯；卤代烃为氯乙烷或氟里昂-11。
3)、冷凝后的二次冷媒进入装有微藻水悬浮液的结晶器4中，二次冷媒液滴吸热蒸发，微藻水悬浮液则放热和冻结形成冰晶；
4)、将在结晶器4中气化的二次冷媒抽离，经过干燥器3吸收气相中夹带的水蒸气，再使二次冷媒进入第二空冷器2进行换热冷凝；
5)、得到的含有冰晶的微藻浓缩液，以冰浆的形式输入到过滤罐5，进行过滤分离；过滤罐5内滤板孔径大小为0.15mm的微孔滤板，厚度2mm。
6)、将过滤出的冰晶排出过滤罐，微藻浓缩液输入到收集器6。
Claims (1)
1.一种微藻富集与收获方法：包括下列步骤：
1)、首先微藻水悬浮液在第一空冷器(1)中与＜-5℃的冷空气进行换热，预冷却后进入结晶器(4)；
2)、不溶于水的二次冷媒在另外一个第二空冷器(2)中与冷空气连续换热，二次冷媒温度降低并冷凝；
3)、冷凝后的二次冷媒进入装有微藻水悬浮液的结晶器(4)中，二次冷媒液滴吸热蒸发，微藻水悬浮液则放热和冻结形成冰晶；
4)、将在结晶器(4)中气化的二次冷媒抽离，经过干燥器(3)吸收气相中夹带的水蒸气，再使二次冷媒进入第二空冷器(2)进行换热冷凝；
5)、得到的含有冰晶的微藻浓缩液，以冰浆的形式输入到过滤罐(5)，进行过滤分离；
6)、将过滤出的冰晶排出过滤罐，微藻浓缩液输入到收集器(6)；其中二次冷媒为丁烷、异丁烷、乙醚、环氧乙烷、丁烯、戊烯、氯乙烷、氟里昂-11或二氯四氟乙烷。
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