CN104371927A - 一种处理微藻培养液的方法 - Google Patents

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CN104371927A CN201310355864.0A CN201310355864A CN104371927A CN 104371927 A CN104371927 A CN 104371927A CN 201310355864 A CN201310355864 A CN 201310355864A CN 104371927 A CN104371927 A CN 104371927A
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杨克勇
荣峻峰
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周旭华
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Abstract

本发明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。本发明的方法能够将单位油脂能耗降低70%左右。

Description

一种处理微藻培养液的方法
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
本发明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，本发明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，本发明的方法能够将单位油脂能耗（kW/kg油脂）降低70%左右。
本发明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发明的进一步理解，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发明，但并不构成对本发明的限制。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
以下对本发明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发明，并不用于限制本发明。
本发明中，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。
本发明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凝破乳的条件选择均可以在较大的范围内的选择。优选情况下，相对于每升的微藻溶浆，以第二絮凝剂的干重计算，第二絮凝剂的用量为100-2000mg，优选为200-1000mg。
其中，步骤（4）中，絮凝破乳的条件可以包括：pH值为6.8-7.2，优选为6.8-7.0；时间为5-60分钟，优选为10-30分钟；温度为40-90℃，优选为60-80℃。其中，絮凝破乳的中pH值的调节，可以通过第二絮凝剂本身的pH值调节能力，也可以通过外加其它pH值调节物质（例如酸）进行调节。
其中，步骤（4）中，为了增强絮凝破乳的效果，优选情况下，絮凝破乳在搅拌下进行；絮凝破乳所用的搅拌条件具体可以包括：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5-60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30-50分钟。
其中，步骤（5）中，主要是通过静置沉降的方式实现破乳后的物料的油水分离和固液分离；优选情况下，沉降分离的条件包括：时间为5-60分钟，进一步优选为10-30分钟；温度为40-90℃，进一步优选为60-80℃。
其中，第一絮凝剂和第二絮凝剂各自独立地为三氯化铁、硫酸铁、明矾、硫酸铝、三氯化铝、铁盐和铝盐中的至少一种。
本发明的方法能够进一步降低能耗并且进一步降低水的消耗且提高环境友好性。
本发明中，对于微藻的种类没有特别的限制。微藻的分类信息是指按照文献（Michael Guiry(2005).″AlgaeBase-listing the world′s algae″.The IrishScientist:74-75）中的分类体系确定的。
本发明的方法特别适合于产油工程的微藻，例如小球藻（Chlorellasorokiniana）、原始小球藻（Chlorella protothecoides）、蛋白核小球藻（Chlorellapyrenoidosa）、普通小球藻（Chlorella vulgaris）、钝顶螺旋藻（Spirulinaplatensis）、极大螺旋藻（Spirulina maxima）、雨生红球藻（Haematococcuspluvialis）、布朗葡萄藻（Botryococcus brauni）、海滩绿球藻（Chlorococcumlittorale）、杜氏盐藻（Dunaliella tertiolecta）、眼点拟微球藻（Nannochloropsisoculata）、干扁藻（Tetraselmis suecica）、三角褐指藻（Phaeodactylumtricornutum）、纤细眼虫（Euglena gracilis）、微型海链藻（Thalassiosirapseudonan）、紫球藻（Porphyridium cruentum）、梭形筒柱藻（Cylindrothecaclosterium）、新月筒柱藻（Cylindrotheca closterium）、斜生栅藻（Scenedesmusobliquus）、四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）、二型栅藻（Scenedesmusdimorphus）、衣藻（Chlamydomonas rheinhardii）、柱胞鱼腥藻（Anabaenacylindrica）、球等鞭金藻（Isochrysis galbana）和新月菱形藻（Nitzschiaclosterium）中的至少一种。本发明的方法更加特别适合于目前具有较大的产业利用价值的产油工程微藻，因此优选情况下，所述微藻为小球藻、原始小球藻、蛋白核小球藻和普通小球藻中的至少一种。
以下，结合图1，举例性地说明本发明一种特别优选的实施方式：
将微藻培养池1中的微藻培养液作为待处理的微藻培养液。
将待处理的微藻培养液经进料泵2提压至0.2-0.4MPa，然后与经管道3导入的第一絮凝剂在管道4中混合，然后导入至浓缩池5中进行絮凝浓缩，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℃。浓缩池5上部得到培养清液，将其导入微藻培养池1中用于微藻的培养；浓缩池5底部的物料即为浓缩后的微藻培养液。
浓缩后的微藻培养液经管道6导出，压力调整为0.4-0.6MPa，与经管道7导入的碱在管道8中混合，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。
将碱性浓缩藻液先后依次通过换热器9、换热器10和加热器11，达到125-135℃的温度并维持0.4-0.6MPa的压力，然后通入搅拌反应器12中。在搅拌反应器12中，相对于每立方米被搅拌的物料，搅拌功率为0.15-1.5kW；温度为25-135℃，压力为0.4-0.6MPa，碱性浓缩微藻在搅拌反应器12中维持5-30分钟的破壁的时间，得到微藻溶浆。
将微藻溶浆通过换热器10与碱性浓缩藻液进行换热，换热后的微藻溶浆温度为80-90℃，然后与经管道13导入的第二絮凝剂在管道14中混合，然后导入至搅拌反应器15中进行絮凝破乳；絮凝破乳的条件包括：pH值为6.8-7.2，时间为5-60分钟，温度为40-90℃，相对于每立方米被搅拌的物料，搅拌功率为0.15-1.5kW。搅拌反应器15的上部溢流口处可见部分微藻油脂，可以通过管道16将其导出。
将搅拌反应器15中的破乳后的微藻溶浆经管道17导入沉降池18，在沉降池18中，沉降分离的条件包括：时间为10-60分钟，温度为40-90℃。沉降池18的上部溢流口可见微藻油脂，经管道19将其导出；沉降池18的底部可见藻渣，经管道20将其导出；沉降池18中的溶浆清液经管道21导出后，经换热器9换热至30-40℃，而后导入微藻培养池1中用于微藻培养。管道16和19中的微藻油脂即为经本发明的方法处理得到的微藻油脂。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
参照图1，对待处理的微藻培养液进行处理。
在微藻培养池1中，培养小球藻（Chlorella sorokiniana），该小球藻（Chlorella sorokiniana）购自ATCC，商品号为22521TM。将微藻培养池1中的微藻培养液作为待处理的微藻培养液。待处理的微藻培养液中，微藻的含量为0.1重量%。浓缩后的微藻培养液中，微藻的含量为10重量%。
将待处理的微藻培养液经进料泵提压至0.3MPa，然后与经管道3导入的第一絮凝剂（FeCl3的饱和溶液）在管道4中混合（相对于每升的待处理的微藻培养液，以FeCl3的重量计算，第一絮凝剂的用量为100mg），然后导入至浓缩池5中进行絮凝浓缩，絮凝浓缩的条件包括：pH值为6.0，压力为0.3MPa，时间为10分钟，温度为20℃。浓缩池5上部得到培养清液，将其导入微藻培养池1中用于微藻培养；浓缩池5底部的物料即为浓缩后的微藻培养液。
浓缩后的微藻培养液经管道6导出，压力调整为0.5MPa，与经管道7导入的碱（饱和NaOH水溶液）在管道8中混合，将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至12，得到碱性浓缩藻液。
将碱性浓缩藻液先后依次通过换热器9、换热器10和加热器11，达到130℃的温度并维持0.5MPa的压力，然后通入搅拌反应器12中。在搅拌反应器12中，温度为130℃，压力为0.5MPa，相对于每立方米被搅拌的物料，搅拌功率为0.6kW，碱性浓缩微藻在搅拌反应器12中维持30分钟的破壁的时间，得到微藻溶浆。
将微藻溶浆通过换热器10与碱性浓缩藻液进行换热，换热后的微藻溶浆温度为90℃，然后与经管道13导入的第二絮凝剂（FeCl3的饱和溶液）在管道14中混合（相对于每升的微藻溶浆，以FeCl3的重量计算，第二絮凝剂的用量为1.0g），然后导入至搅拌反应器15中进行絮凝破乳；絮凝破乳的条件包括：pH值为7.0，时间为30分钟，温度为40℃，相对于每立方米被搅拌的物料，搅拌功率为0.6kW。搅拌反应器15的上部溢流口处可见部分微藻油脂，可以通过管道16将其导出。
将搅拌反应器15中的破乳后的微藻溶浆经管道17导入沉降池18，在沉降池18中，沉降分离的条件包括：时间为30分钟，温度为30℃。沉降池18的上部溢流口可见微藻油脂，经管道19将其导出；沉降池18的底部可见藻渣，经管道20将其导出；沉降池18中的溶浆清液经管道21导出后，经换热器9换热至40℃，而后导入微藻培养池1中用于微藻培养。管道16和19中的微藻油脂即为经本实施例的方法处理得到的微藻油脂。
实施例2
参照图1，对待处理的微藻培养液进行处理。
在微藻培养池1中，培养小球藻（Chlorella sorokiniana），该小球藻（Chlorella sorokiniana）购自ATCC，商品号为22521TM。将微藻培养池1中的微藻培养液作为待处理的微藻培养液。待处理的微藻培养液中，微藻的含量为0.3重量%。
将待处理的微藻培养液经进料泵提压至0.2MPa，然后与经管道3导入的第一絮凝剂（AlCl3的饱和溶液）在管道4中混合（相对于每升的待处理的微藻培养液，以AlCl3的重量计算，第一絮凝剂的用量为200mg），然后导入至浓缩池5中进行絮凝浓缩，絮凝浓缩的条件包括：pH值为6.0，压力为0.2MPa，时间为10分钟，温度为30℃。浓缩池5上部得到培养清液，将其导入微藻培养池1中用于微藻培养；浓缩池5底部的物料即为浓缩后的微藻培养液。浓缩后的微藻培养液中，微藻的含量为8重量%。
浓缩后的微藻培养液经管道6导出，压力调整为0.6MPa，与经管道7导入的碱（饱和KOH水溶液）在管道8中混合，将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至13，得到碱性浓缩藻液。
将碱性浓缩藻液先后依次通过换热器9、换热器10和加热器11，达到135℃的温度并维持0.6MPa的压力，然后通入搅拌反应器12中。在搅拌反应器12中，温度为135℃，压力为0.6MPa，相对于每立方米被搅拌的物料，搅拌功率为1kW，碱性浓缩微藻在搅拌反应器12中维持20分钟的破壁的时间，得到微藻溶浆。
将微藻溶浆通过换热器10与碱性浓缩藻液进行换热，换热后的微藻溶浆温度为90℃，然后与经管道13导入的第二絮凝剂（FeCl3的饱和溶液）在管道14中混合（相对于每升的微藻溶浆，以FeCl3的重量计算，第二絮凝剂的用量为1g），然后导入至搅拌反应器15中进行絮凝破乳；絮凝破乳的条件包括：pH值为6.8，时间为20分钟，温度为40℃，相对于每立方米被搅拌的物料，搅拌功率为1kW。搅拌反应器15的上部溢流口处可见部分微藻油脂，可以通过管道16将其导出。
将搅拌反应器15中的破乳后的微藻溶浆经管道17导入沉降池18，在沉降池18中，沉降分离的条件包括：时间为20分钟，温度为80℃。沉降池18的上部溢流口可见微藻油脂，经管道19将其导出；沉降池18的底部可见藻渣，经管道20将其导出；沉降池18中的溶浆清液经管道21导出后，经换热器9换热至40℃，而后导入微藻培养池1中用于微藻培养。管道16和19中的微藻油脂即为经本实施例的方法处理得到的微藻油脂。
实施例3
参照图1，对待处理的微藻培养液进行处理。
在微藻培养池1中，培养小球藻（Chlorella sorokiniana），该小球藻（Chlorella sorokiniana）购自ATCC，商品号为22521TM。将微藻培养池1中的微藻培养液作为待处理的微藻培养液。待处理的微藻培养液中，微藻的含量为0.2重量%。
将待处理的微藻培养液经进料泵提压至0.4MPa，然后与经管道3导入的第一絮凝剂（FeCl3的饱和溶液）在管道4中混合（相对于每升的待处理的微藻培养液，以FeCl3的重量计算，第一絮凝剂的用量为80mg），然后导入至浓缩池5中进行絮凝浓缩，絮凝浓缩的条件包括：pH值为7.0，压力为0.4MPa，时间为5分钟，温度为20℃。浓缩池5上部得到培养清液，将其导入微藻培养池1中用于微藻培养；浓缩池5底部的物料即为浓缩后的微藻培养液。浓缩后的微藻培养液中，微藻的含量为10重量%。
浓缩后的微藻培养液经管道6导出，压力调整为0.4MPa，与经管道7导入的碱（饱和NaOH水溶液）在管道8中混合，将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至11，得到碱性浓缩藻液。
将碱性浓缩藻液先后依次通过换热器9、换热器10和加热器11，达到125℃的温度并维持0.4MPa的压力，然后通入搅拌反应器12中。在搅拌反应器12中，温度为125℃，压力为0.4MPa，相对于每立方米被搅拌的物料，搅拌功率为0.2kW，碱性浓缩微藻在搅拌反应器12中维持15分钟的破壁的时间，得到微藻溶浆。
将微藻溶浆通过换热器10与碱性浓缩藻液进行换热，换热后的微藻溶浆温度为90℃，然后与经管道13导入的第二絮凝剂（FeCl3的饱和溶液）在管道14中混合（相对于每升的微藻溶浆，以FeCl3的重量计算，第二絮凝剂的用量为2g），然后导入至搅拌反应器15中进行絮凝破乳；絮凝破乳的条件包括：pH值为7.0，时间为20分钟，温度为30℃，相对于每立方米被搅拌的物料，搅拌功率为0.2kW。搅拌反应器15的上部溢流口处可见部分微藻油脂，可以通过管道16将其导出。
将搅拌反应器15中的破乳后的微藻溶浆经管道17导入沉降池18，在沉降池18中，沉降分离的条件包括：时间为30分钟，温度为20℃。沉降池18的上部溢流口可见微藻油脂，经管道19将其导出；沉降池18的底部可见藻渣，经管道20将其导出；沉降池18中的溶浆清液经管道21导出后，经换热器9换热至40℃，而后导入微藻培养池1中用于微藻培养。管道16和19中的微藻油脂即为经本实施例的方法处理得到的微藻油脂。
实施例4
按照实施例1的方法对待处理的微藻培养液进行处理，不同的是絮凝浓缩的压力为常压。
实施例5
按照实施例1的方法对待处理的微藻培养液进行处理，不同的是将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至9。
实施例6
按照实施例1的方法对待处理的微藻培养液进行处理，不同的是水热条件中的压力为0.6MPa（略大于饱和蒸汽压）。
对比例1
按照实施例1的方法对待处理的微藻培养液进行处理，不同的是，将微藻溶浆通过换热器10与碱性浓缩藻液进行换热，然后参照图2，将换热后的微藻溶浆导入旋液分离器22中进行旋液分离，分离器的转速为5000转/分钟。旋液分离器22的上部溢流口可见微藻油脂，经管道23将其导出；旋液分离器22的底部可见藻渣，经管道24将其导出；旋液分离器22中的溶浆清液经管道25导出后，经换热器9换热，而后导入微藻培养池1中用于微藻培养。管道23中的微藻油脂即为经本对比例的方法处理得到的微藻油脂。
测试实施例1
测试实施例1-6和对比例1的单位油脂能耗和微藻油脂收率。结果如表1所示。
表1
实施例编号 单位油脂能耗（kW/kg油脂） 微藻油脂收率（wt%）
实施例1 0.56 45.89
实施例2 0.57 46.91
实施例3 0.58 46.93
实施例4 0.68 42.22
实施例5 0.69 43.07
实施例6 0.70 42.87
对比例1 1.46 46.44
根据表1的数据可见，本发明的方法能够显著降低单位油脂能耗，但对。微藻油脂的收率并没有显著影响。
并且，在优选絮凝浓缩压力为0.2-0.4MPa的情况下，能够进一步降低单位油脂能耗。
并且，在优选将浓缩后的微藻培养液的pH值调整至10-13的情况下，能够进一步降低单位油脂能耗。
并且，在优选水热条件的压力为0.4-0.6MPa的情况下，能够进一步降低单位油脂能耗。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (15)

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：温度为125-135℃。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤（3）中，水热条件还包括：压力为0.4-0.6MPa。
8.根据权利要求1、6或7所述的方法，其中，步骤（3）中，搅拌的条件包括：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。
9.根据权利要求1、6或7所述的方法，其中，步骤（3）中，破壁的时间为2-30分钟。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（4）中，相对于每升的微藻溶浆，以第二絮凝剂的干重计算，第二絮凝剂的用量为100-2000mg。
11.根据权利要求1或10所述的方法，其中，步骤（4）中，絮凝破乳的条件包括：pH值为6.8-7.2，时间为5-60分钟，温度为40-90℃。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，步骤（4）中，絮凝破乳在搅拌下进行；絮凝破乳所用的搅拌条件包括：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5-60分钟。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（5）中，沉降分离的条件包括：时间为5-60分钟，温度为40-90℃。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，第一絮凝剂和第二絮凝剂各自独立地为三氯化铁、硫酸铁、明矾、硫酸铝和三氯化铝中的至少一种。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待处理的微藻培养液中的微藻为小球藻（Chlorella sorokiniana）、原始小球藻（Chlorella protothecoides）、蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）和普通小球藻（Chlorella vulgaris）中的至少一种。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104673673A (zh) * 2015-03-09 2015-06-03 上海海洋大学 一种聚球藻的无菌收集方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101429467A (zh) * 2008-12-24 2009-05-13 青岛生物能源与过程研究所 一种从微藻中同时提取油脂和蛋白质的方法
CN102382769A (zh) * 2010-09-01 2012-03-21 国家海洋局第三海洋研究所 通过三氯化铁絮凝作用采收微藻及培养水体的再循环利用
CN102492544A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 湖北福星生物科技有限公司 干法制取dha微藻油的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101429467A (zh) * 2008-12-24 2009-05-13 青岛生物能源与过程研究所 一种从微藻中同时提取油脂和蛋白质的方法
CN102382769A (zh) * 2010-09-01 2012-03-21 国家海洋局第三海洋研究所 通过三氯化铁絮凝作用采收微藻及培养水体的再循环利用
CN102492544A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 湖北福星生物科技有限公司 干法制取dha微藻油的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104673673A (zh) * 2015-03-09 2015-06-03 上海海洋大学 一种聚球藻的无菌收集方法
CN104673673B (zh) * 2015-03-09 2018-04-24 上海海洋大学 一种聚球藻的无菌收集方法

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