CN105176827B - 一种利用螺旋藻培养废液采收盐藻的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用螺旋藻培养废液采收盐藻的方法，涉及盐藻的采收方法。1)收集螺旋藻采收后的上清液，测定pH值；2)将步骤1)收集的上清液加至盐藻中，静置后测定采收率；3)取步骤2)的上清液与盐藻培养基混合，接种盐藻细胞，进行循环培养，测定其生长曲线。充分利用螺旋藻生长过程中培养液pH呈碱性，盐藻在高pH下会自动絮凝的特点，实现了盐藻采收。螺旋藻在生长过程中其培养基逐渐升高，而盐藻在高pH下会自动絮凝，可充分利用螺旋藻上清液，采收过后的盐藻上清液可继续用于盐藻的培养，生产成本低。采收的盐藻不引入有机试剂、有毒有害物质，不会形成采收过程中藻糊产品质量的影响，同时充分利用废弃的上清液，不会导致二次污染。

Description

一种利用螺旋藻培养废液采收盐藻的方法
技术领域
本发明涉及盐藻的采收方法，尤其是涉及一种利用螺旋藻培养废液采收盐藻的方法。
背景技术
微藻作为一种可再生的生物资源，在解决当前由于过度依赖化石能源所造成的能源、环境问题有着十分重要的意义，利用微藻生物质生产可再生燃料或化学品是解决能源紧缺和二氧化碳温室气体超量排放有效途径。然而微藻作为水生生物在水中生长的生物密度较低，一般规模化养殖微藻采收往往成为后续加工的主要瓶颈之一。采收成本占微藻炼制成本的20％～30％。常规的微藻采收方法离心、过滤、絮凝、气悬浮等(参见专利CN200910202971.3)。这些方法中离心方法的优势在于易于工业化，但能耗仍然其限制该技术在工业上广泛应用。过滤较为经济，但是采收过程中往往会造成膜孔堵塞严重以及膜的污染。气悬浮采收技术操作简单但效果不够理想。现阶段的絮凝技术主要是添加絮凝剂用于微藻絮凝采收，主要有铁铝盐系絮凝剂、有机高分絮凝剂(参见专利CN02155284.3)、天然合成絮凝剂和碱性物质(参见专利CN201110390674.3)共4种。铁铝盐系絮凝剂主要有FeCl3、AlCl3、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3及其衍生物等，并在絮凝后铁铝离子残留于藻泥和培养基中，从而导致藻粉品质的降低和培养基难于重复使用。有机絮凝剂如聚丙酰胺则残留难降解单体，污染环境，已经逐渐被淘汰。阳性淀粉或改性壳聚糖则因造价太高(1.15USD/kgbiomass，Yu-Shen Cheng et al.2011)而仍不能工业化大规模使用，且在海藻和密度较大的藻液中表现不佳，于海藻中絮凝效率小80％。碱性絮凝仍存在一些不足，如絮凝后如Na+、Ca2+、K+等培养基非营养金属离子累积，和主要包含Mg2+的营养性离子流失，继而不利于循环使用培养基。因此开发一种简单易行、成本低廉、无污染的新型微藻采收技术显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用螺旋藻培养废液采收盐藻的方法。
本发明包括以下步骤：
步骤一、收集螺旋藻采收后的上清液，测定pH值；
步骤二、将步骤一收集的上清液加至盐藻中，静置后测定采收率；
步骤三、取步骤二的上清液与盐藻培养基混合，接种盐藻细胞，进行循环培养，测定其生长曲线。
在步骤一中，所述上清液的pH值可为9.0～11.5。
在步骤二中，所述将步骤一收集的上清液加至盐藻后可搅拌，搅拌的时间可为2～3min；所述上清液与盐藻的质量比可为1∶(3～7)；静置的时间可为1～6h；所述测定采收率可每小时测定1次。
在步骤三中，所述上清液与盐藻培养基的质量比可为1∶(0.14～7.5)；所述盐藻培养基的组成可为：1mmol/L KNO3，4mmol/L NaNO3，0.1mmol/L K2HPO4·3H2O，10mmol/LTris·HCl，10mmol/L CaCl2·2H2O，24mmol/L MgSO4·7H2O，20mmol/L MgCl2·6H2O，0.185mmol/L H3BO3，30μmol/L EDTA·Na2，1.5μmol/L FeCL3·6H2O，7.0μmol/L MnCl2·4H2O，0.8μmol/L ZnCl2，0.02μmol/L CoCl2，0.2μmol/L CuCl2·2H2O；Tris·HCl的pH为7.4。
本发明充分利用螺旋藻生长过程中培养液pH呈碱性，盐藻在高pH下会自动絮凝的特点，实现了盐藻采收。
本发明具有以下优点：
1.螺旋藻在生长过程中其培养基逐渐升高，而盐藻在高pH下会自动絮凝，因此将螺旋藻培养废弃上清液用于盐藻的采收，可充分利用螺旋藻上清液，降低生产成本。
2.采收过后的盐藻上清液可继续用于盐藻的培养，进一步缩减生产成本。
3.本发明采收的盐藻不引入有机试剂、有毒有害物质，不会形成采收过程中藻糊产品质量的影响，同时充分利用废弃的上清液，不会导致二次污染。
附图说明
图1为不同量螺旋藻上清液及螺旋藻培养基对盐藻的采收效果。
图2为螺旋藻上清液及螺旋藻培养基与盐藻液的不同量配比。
图3为不同配比的盐藻培养基与螺旋藻上清液培养盐藻的生长趋势。
具体实施方式
实施例1
1.取已培养至对数期的螺旋藻藻液50ml,在4000rpm离心机中离心5min，取上清液20ml加入80ml的盐藻藻液中，磁子150rpm搅拌3min，静置4h，每h测定吸光度OD630，测定公式为(OD630初始-OD630测定)/OD630初始，得其最大采收率为75.26％。可采用培养7～10天的藻液，其藻液的pH在碱性范围内。
2.取新鲜螺旋藻培养基20ml加入80ml的盐藻藻液中，磁子150rpm搅拌3min，作为对比实验，静置5h，每h测定吸光度OD630，测定公式为(OD630初始-OD630测定)/OD630初始，得其最大采收率为66.99％。
3.取步骤1絮凝过后的上清液与新鲜培养基按85∶0，2∶15，4∶13，8∶9，9∶8，13∶4，15∶2，0∶85的配比配成培养基，接种10％藻种，进行生物量测定，其中8∶9的配比12天后生物量可达到3.2g/L。
实施例2
1.取已培养至对数期的螺旋藻藻液50ml，在4000rpm离心机中离心5min，取上清液17ml加入83ml的盐藻藻液中，磁子150rpm搅拌3min，静置3h，每h测定吸光度OD630，测定公式为(OD630初始-OD630测定)/OD630初始，得其最大采收率为74.77％。
2.取新鲜螺旋藻培养基17ml加入83ml的盐藻藻液中，磁子150rpm搅拌3min，静置5h，每h测定吸光度OD630，测定公式为(OD630初始-OD630测定)/OD630初始，得其最大采收率为65.83％。
实施例3
1.取已培养至对数期的螺旋藻藻液50ml,在4000rpm离心机中离心5min，取上清液12.5ml加入87.5ml的盐藻藻液中，磁子150rpm搅拌3min，静置5h，每h测定吸光度OD630，测定公式为(OD630初始-OD630测定)/OD630初始，得其最大采收率为73.59％。
2.取新鲜螺旋藻培养基12.5ml加入87.5ml的盐藻藻液中，磁子150rpm搅拌3min，静置5h，每h测定吸光度OD630，测定公式为(OD630初始-OD630测定)/OD630初始，得其最大采收率为58.16％。
实施例4
1.取已培养至对数期的螺旋藻藻液50ml,在4000rpm离心机中离心5min，取上清液25ml加入75ml的盐藻藻液中，磁子150rpm搅拌3min，静置5h，每h测定吸光度OD630，测定公式为(OD630初始-OD630测定)/OD630初始，得其最大采收率为67.35％。
2.取新鲜螺旋藻培养基12.5ml加入87.5ml的盐藻藻液中，磁子150rpm搅拌3min，静置5h，每h测定吸光度OD630，测定公式为(OD630初始-OD630测定)/OD630初始，得其最大采收率为63.25％。
不同量螺旋藻上清液及螺旋藻培养基对盐藻的采收效果参见图1，螺旋藻上清液及螺旋藻培养基与盐藻液的不同量配比参见图2，在图2中，A为螺旋藻上清液，B为螺旋藻培养基，C为盐藻。不同配比的盐藻培养基与螺旋藻上清液培养盐藻的生长趋势参见图3，在图3中，A为螺旋藻培养基，B为盐藻经螺旋藻上清液絮凝后的清液(用HCL调节至pH为7.2)。

Claims (4)

1.一种利用螺旋藻培养废液采收盐藻的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、收集螺旋藻采收后的上清液，测定pH值；所述上清液的pH值为9.0～11.5；
步骤二、将步骤一收集的上清液加至盐藻中，静置后测定采收率；所述上清液与盐藻的质量比为1∶(3～7)；
步骤三、取步骤二的上清液与盐藻培养基混合，接种盐藻细胞，进行循环培养，测定其生长曲线；所述上清液与盐藻培养基的质量比为1∶(0.14～7.5)。
2.如权利要求1所述一种利用螺旋藻培养废液采收盐藻的方法，其特征在于在步骤二中，所述将步骤一收集的上清液加至盐藻后搅拌，搅拌的时间为2～3min。
3.如权利要求1所述一种利用螺旋藻培养废液采收盐藻的方法，其特征在于静置的时间为1～6h。
4.如权利要求1所述一种利用螺旋藻培养废液采收盐藻的方法，其特征在于所述盐藻培养基的组成为：1mmol/L KNO3，4mmol/L NaNO3，0.1mmol/L K2HPO4·3H2O，10mmol/LTris·HCl，10mmol/L CaCl2·2H2O，24mmol/L MgSO4·7H2O，20mmol/L MgCl2·6H2O，0.185mmol/L H3BO3，30μmol/L EDTA·Na2，1.5μmol/L FeCL3·6H2O，7.0μmol/L MnCl2·4H2O，0.8μmol/L ZnCl2，0.02μmol/L CoCl2，0.2μmol/L CuCl2·2H2O；Tris·HCl的pH为7.4。
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