CN103103133A - 一种盐藻的采收方法 - Google Patents

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刘广发
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一种盐藻的采收方法，涉及一种微藻。提供效率较高、能耗较低的盐藻采收方法。1）在盐藻培养至后期，藻细胞密度达到（1～10）×106个/mL以上时才能采收；2）在藻液中加入絮凝剂母液，搅匀，静置，后除去上清，收集获得藻泥，计算絮凝效率。采用无机絮凝剂来高效絮凝富集高盐度的培养液中的盐藻。絮凝剂用量根据藻液的温度、盐度、pH、细胞浓度确定，最低用量不少于10mg/L，最高不超过2000mg/L。简单经济、利用无机絮凝剂，即通过静电力、分子间引力和氢键等作用使盐藻细胞和絮凝剂互相吸附，团聚、絮凝沉淀，从而达到将藻细胞与培养基分离、富集藻细胞的目的。絮凝剂单独添加，成本低，絮凝体形成迅速，沉降速度快。

Description

一种盐藻的采收方法
技术领域
本发明涉及一种微藻，尤其是涉及一种盐藻的采收方法。 
背景技术
化石燃料终将枯竭且带来的污染日趋严重已是不争的事实，寻找替代能源成为全世界共同的课题。由于生物质能具有低碳、可再生等优点，使其成为替代能源的有力竞争者，引起了科研工作者极大的兴趣。盐藻作为生物质能原料，突出优势在于生长快、易培养、脂类含量较高，不与人争粮、不与粮争地、不与农争水等。 
絮凝沉淀是一种传统的微藻分离方法，该方法成本低，操作方便简单，采收率高。周全（[1]周全,制盐母液养殖盐藻及气浮采收技术的研究.海湖盐与化工24,11(1995).）将500mg/L的FeCl3和50mg/L的聚丙烯酰胺配合使用，先后加入藻液中，再将气体导管插入采收罐底部，通气，控制温度25～35℃，pH在7.5～8.2，1h内即可完全沉淀，获得藻生物量为0.64～0.96g/L。美国微生物资源公司采收盐藻时将藻引入专用的采收沉淀池内，在适宜的搅拌下加入一定比例的硫酸铝达到富集盐藻的目的（[2]郑毅,北京化工大学(2003).）。我国新疆吐鲁番七泉湖化工厂采用气浮法同时结合絮凝剂来富集盐藻（[3]段学辉,盐藻及其生物量采收.海湖盐与化工27,22(1998).）。陈春生（[4]陈春生等.,碱法絮凝气浮分离盐藻的研究[J].海洋开发20,42(2003).）等人通过投加720mg/L左右的NaOH，调节藻液pH值至10.5左右，使盐藻细胞发生自絮凝，然后进入高效气浮设备实现藻细胞与培养液的分离，可以获得80%的采收率。 
然而上述方法都存在设备成本高，能耗大，易造成产品损失的缺点，且都是以提取天然β-胡萝卜素为目的采收方法。针对生产生物质能的盐藻的采收要求，我们选择用无机絮凝剂而不需其它任何辅助设备来采收盐藻。 
发明内容
本发明的目的在于提供效率较高、能耗较低的一种盐藻的采收方法。 
本发明包括以下步骤： 
1）在盐藻培养至后期，藻细胞密度达到（1～10）×106个/mL以上时才能采收； 
2）在藻液中加入絮凝剂母液，搅匀，静置，后除去上清，收集获得藻泥，计算絮凝效率。 
在步骤1）中，所述采收时的藻液盐度范围为180‰～300‰，温度为10～50℃，pH值为7～8。 
在步骤2）中，所述絮凝剂可采用聚合氯化铝，明矾，绿矾等中的一种，所述聚合氯化铝的化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m，缩写为PAC；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O；绿矾的化学式为FeSO4·7H2O； 
在步骤2）中，所述在藻液中加入絮凝剂母液的用量可为： 
当藻细胞密度低于5.0×106个/mL时，絮凝剂的用量为250～1000mg/L；当藻细胞密度高于5.0×106个/mL时，絮凝剂的用量为1000～2000mg/L； 
当藻细胞密度低于5.0×106个/mL，盐度高于300‰，温度低于10℃或温度高于45℃时，絮凝剂用量均为150～1000mg/L；当藻细胞密度低于5.0×106个/mL，盐度低于140‰，温度在20～40℃时，絮凝剂的用量为10～100mg/L；当藻细胞密度低于5.0×106个/mL，其它情况下絮凝剂的用量皆为100～150mg/L； 
当藻细胞密度高于5.0×106个/mL，盐度高于300‰，温度低于10℃或温度高于45℃时，絮凝剂用量均为200～1000mg/L；当藻细胞密度高于5.0×106个/mL，盐度低于140‰，温度在20～40℃时，絮凝剂的用量为10～150mg/L；当藻细胞密度高于5.0×106个/mL，其它情况下絮凝剂的用量皆为150～200mg/L。 
在步骤2）中，所述静置的时间可为24～48h。 
测定絮凝效率时，先用水将PAC配置成25%的母液，明矾溶于蒸馏水中制成5%的母液使用。PAC母液在使用时需剧烈震荡混匀后吸取添加。 
本发明的技术方案是采用无机絮凝剂来高效絮凝富集高盐度的培养液中的盐藻。本发明提供的采收方法中，絮凝剂用量根据藻液的温度、盐度、pH、细胞浓度确定，最低用量不少于10mg/L，最高不超过2000mg/L。根据絮凝效率计算式计算得到的絮凝效率均在90%以上。 
本发明提供一种简单经济、利用无机絮凝剂采收盐藻的方法，即通过静电力、分子间引力和氢键等作用使盐藻细胞和絮凝剂互相吸附，团聚、絮凝沉淀，从而达到将藻细胞与培养基分离、富集藻细胞的目的。 
所采用的絮凝剂为传统的铝盐系及铁盐系的无机絮凝剂，使用时单独添加，成本低，絮凝体形成迅速，沉降速度快。当藻细胞密度达到1.0～10.0×106个/mL时，根据藻液的盐度、温度、细胞密度确定絮凝剂的用量。藻泥经晒干或烘干处理后即可用于生物质热裂解。 
附图说明
图1为不同藻细胞密度、50mg/L的PAC下的絮凝效率。在图1中，横坐标为细胞密度（×106个/ml），纵坐标为絮凝效率；PAC用量均为50mg/L。 
图2为不同盐度、不同PAC用量下的絮凝效率。在图2中，横坐标为藻液盐度，纵坐标为絮凝效率；PAC的用量依次为170，200，230，260，300mg/L。 
图3为不同温度、不同PAC用量下的絮凝效率。在图3中，横坐标为藻液温度，纵坐标为絮凝效率；PAC的用量依次为300，250，150，250，300mg/L。 
图4为不同明矾、绿矾用量下的絮凝效率。在图4中，横坐标为明矾及绿矾用量，纵坐标为絮凝效率；藻细胞密度2.17×106个/mL。 
图中絮凝剂的浓度单位为mg/L。 
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。 
实施例1 
冬季盐藻培养20天后藻细胞的密度达到3.32×106个/mL，藻液的盐度134‰，藻液温度15℃，pH为8.2。加入PAC达终浓度100mg/L。搅匀后静置41h后去除上清。收集获得藻泥，絮凝效率为92.2%。 
实施例2 
冬季盐藻培养20天后藻细胞的密度达到5.18×106个/mL，藻液的盐度为107‰，藻液温度15℃，pH为7.6。加入PAC达终浓度150mg/L。搅匀后静置24h后去除上清。收集获得藻泥，絮凝效率为93.6%。 
实施例3 
夏季盐藻培养12天后藻细胞的密度达到2.75×106个/mL，藻液的盐度为220‰，藻液温度30℃，pH为8.5。加入PAC达终浓度130mg/L。搅匀后静置24h后去除上清。收集获得藻泥，絮凝效率为90.1%。 
实施例4 
冬季盐藻培养20天后藻细胞的密度达到7.59×106个/mL，藻液的盐度164‰，藻液温度27℃，pH为8.2。加入PAC达终浓度300mg/L。搅匀后静置22h后去除上清。收集获得藻泥，絮凝效率为94.2%。 
实施例5 
夏季盐藻培养14天后藻细胞的密度达到1.75×106个/mL，藻液的盐度为260‰，藻液温度46℃，pH为8.7。加入PAC达终浓度220mg/L。搅匀后静置24h后去除上清。收集获得藻泥，絮凝效率为95.1%。 
实施例6 
冬季盐藻培养20天后藻细胞的密度达到5.23×106个/mL，藻液的盐度110‰，藻液温度10℃，pH为8.2。加入PAC达终浓度250mg/L。搅匀后静置24h后去除上清。收集获得藻泥，絮凝效率为92.7%。 
实施例7 
盐藻室内培养18天后藻细胞密度达到4.96×106个/mL，藻液盐度90‰，藻液温度27℃，pH为8.0。加入明矾达终浓度500mg/L。搅匀后静置24h后去除上清。收集获得藻泥，絮凝效率为98.9%。 
实施例8 
盐藻室内培养24天后藻细胞密度达到6.67×106个/mL，藻液盐度108‰，藻液温度27℃，pH为8.4。加入绿矾达终浓度1200mg/L。搅匀后静置24h后去除上清。收集获得藻泥，絮凝效率为85.0%。 
不同藻细胞密度、50mg/L的PAC下的絮凝效率参见图1，不同盐度、不同PAC用量下的絮凝效率参见图2，不同温度、不同PAC用量下的絮凝效率参见图3，不同明矾、绿矾用量下的絮凝效率参见图4。 

Claims (5)

1.一种盐藻的采收方法，其特征在于包括以下步骤：
1）在盐藻培养至后期，藻细胞密度达到（1～10）×106个/mL以上时才能采收；
2）在藻液中加入絮凝剂母液，搅匀，静置，后除去上清，收集获得藻泥，计算絮凝效率。
2.如权利要求1所述的一种盐藻的采收方法，其特征在于在步骤1）中，所述采收时的藻液盐度范围为180‰～300‰，温度为10～50℃，pH值为7～8。
3.如权利要求1所述的一种盐藻的采收方法，其特征在于在步骤2）中，所述絮凝剂采用聚合氯化铝，明矾，绿矾中的一种。
4.如权利要求1所述的一种盐藻的采收方法，其特征在于在步骤2）中，所述在藻液中加入絮凝剂母液的用量为：
当藻细胞密度低于5.0×106个/mL时，絮凝剂的用量为250～1000mg/L；当藻细胞密度高于5.0×106个/mL时，絮凝剂的用量为1000～2000mg/L；
当藻细胞密度低于5.0×106个/mL，盐度高于300‰，温度低于10℃或温度高于45℃时，絮凝剂用量均为150～1000mg/L；当藻细胞密度低于5.0×106个/mL，盐度低于140‰，温度在20～40℃时，絮凝剂的用量为10～100mg/L；当藻细胞密度低于5.0×106个/mL，其它情况下絮凝剂的用量皆为100～150mg/L；
当藻细胞密度高于5.0×106个/mL，盐度高于300‰，温度低于10℃或温度高于45℃时，絮凝剂用量均为200～1000mg/L；当藻细胞密度高于5.0×106个/mL，盐度低于140‰，温度在20～40℃时，絮凝剂的用量为10～150mg/L；当藻细胞密度高于5.0×106个/mL，其它情况下絮凝剂的用量皆为150～200mg/L。
5.如权利要求1所述的一种盐藻的采收方法，其特征在于在步骤2）中，所述静置的时间为24～48h。
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