CN109576315B - 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 - Google Patents
一种利用烟气生产微藻油脂的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109576315B CN109576315B CN201710893968.5A CN201710893968A CN109576315B CN 109576315 B CN109576315 B CN 109576315B CN 201710893968 A CN201710893968 A CN 201710893968A CN 109576315 B CN109576315 B CN 109576315B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microalgae
- chlorella
- culture
- seed liquid
- fsh
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 title claims abstract description 20
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 239000004519 grease Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 48
- 241000195649 Chlorella <Chlorellales> Species 0.000 claims abstract description 47
- 235000007122 Scenedesmus obliquus Nutrition 0.000 claims abstract description 35
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 241000195663 Scenedesmus Species 0.000 claims abstract description 17
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 241000195662 Tetradesmus obliquus Species 0.000 claims abstract 8
- 241000893951 Monostroma Species 0.000 claims abstract 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 18
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 claims description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 241000169139 Monochoria Species 0.000 claims description 5
- 235000003990 Monochoria hastata Nutrition 0.000 claims description 5
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 claims description 4
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 claims description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 2
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 claims description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 claims description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 244000249201 Scenedesmus obliquus Species 0.000 description 27
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 4
- OAYLNYINCPYISS-UHFFFAOYSA-N ethyl acetate;hexane Chemical compound CCCCCC.CCOC(C)=O OAYLNYINCPYISS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000009777 vacuum freeze-drying Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 241001478792 Monoraphidium Species 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 240000009108 Chlorella vulgaris Species 0.000 description 2
- 235000007089 Chlorella vulgaris Nutrition 0.000 description 2
- 241000305506 Desmodesmus Species 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 235000020777 polyunsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- GWHCXVQVJPWHRF-KTKRTIGZSA-N (15Z)-tetracosenoic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCCCCCCC(O)=O GWHCXVQVJPWHRF-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 241000195651 Chlorella sp. Species 0.000 description 1
- 241001640753 Fibrella Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- XJXROGWVRIJYMO-SJDLZYGOSA-N Nervonic acid Natural products O=C(O)[C@@H](/C=C/CCCCCCCC)CCCCCCCCCCCC XJXROGWVRIJYMO-SJDLZYGOSA-N 0.000 description 1
- 241000195646 Parachlorella kessleri Species 0.000 description 1
- 241000168254 Siro Species 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- GWHCXVQVJPWHRF-UHFFFAOYSA-N cis-tetracosenoic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O GWHCXVQVJPWHRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 description 1
- KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N linolenic acid Natural products CC=CCCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 229930010796 primary metabolite Natural products 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229930000044 secondary metabolite Natural products 0.000 description 1
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
- C12P7/6436—Fatty acid esters
- C12P7/6445—Glycerides
- C12P7/6463—Glycerides obtained from glyceride producing microorganisms, e.g. single cell oil
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种利用烟气生产微藻油脂的方法，首先将微藻培养基与凯氏拟小球藻FSH‑Y3或/和斜生栅藻FSH‑Y2种子液加入到光生物反应器中，调节pH为10～12，并通入CO2含量为1v%～5v%的烟气，培养一定时间；然后调节pH值为8～10，接入小球藻SF‑B1种子液，同时接入栅藻MH‑04种子液、单针藻SS‑B1种子液中至少一种，进行混合培养，并通入CO2含量为5v%～45v%的烟气，在连续光照条件下培养至稳定期，收获微藻细胞。本发明方法提高了微藻培养体系对高浓度CO2的耐受性和溶解性，提高了固碳效率，微藻油脂的收获量明显提高，同时提高对烟气中SOx、NOx的耐受性，可以净化烟气。
Description
技术领域
本发明属于生物技术和生物能源领域，具体涉及一种利用烟气生产微藻油脂的方法。
背景技术
生物质能作为地球上最重要的可再生能源，它包括林业生物质、农作物、水生植物、农业废弃物等。在诸多的生物质能源中，微藻是重要的可再生资源。它们具有分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物量产量高等特点。其细胞中含独特的初级或次级代谢产物，化学成分复杂。微藻的太阳能转化效率可达到3.5%，是生产药品、精细化工品和新型燃料的潜在资源，从微藻中得到的脂肪酸可转化成脂肪酸甲脂，即生物柴油。因此利用微藻油脂作为原料生产的生物柴油是目前最有可能满足世界运输所需燃料的可再生能源。
随着世界经济的发展，大量的化石能源的使用和消耗，导致能源的短缺和环境的日益恶化，特别是CO2的急剧增加引起的温室效应越来越严重。微藻的生长周期短、光合效率高，CO2固定效率高，一定条件下可达陆生植物的10 倍以上，不仅可以减少CO2排放，同时也降低了培养成本；除CO2外，废气中的一些SOx、NOx 等成分也随着微藻的代谢被净化处理，可以有效减少有害气体排放。
目前对于小球藻、栅藻等产油微藻研究的较多。CN20110144545.6公开了一株栅藻藻株，该藻株的生长可利用人工培养基或经适当处理的废水生长，其特点是油脂产率高于目前大多数分藻株，该藻株应用领域包括CO2的固定，废水的净化，油脂、蛋白质、色素、淀粉、多糖、核酸的生产。CN20111019480.X公开了一株微藻藻株（Mychonases sp.）及其用于生产生物柴油的应用，利用该藻株可生产高附加值的多不饱和脂肪酸，包括亚麻酸 C18:3和神经酸C24:1，其在获得生物柴油的同时，获得高附加值的副产品。CN102703326A公开了一种高CO2耐受性和固定率的微藻及其选育方法，但该专利所提供的藻株并未涉及该藻株的油脂含量。CN102229889A公开了一株小球藻藻株Chlorella sp. MRA-1，MRA-1的生长可适应多种培养基、温度、氮源浓度、CO2浓度条件，在低氮条件下的油脂含量和产率高，其应用领域包括CO2的固定，废水的净化，油脂、蛋白质、色素、淀粉、多糖、核酸等生物质的生产。
但是在实际应用中，当环境中CO2体积分数大于5v%时，大部分微藻的生长将受到抑制，固碳效率低。同时，一般微藻在中性条件下适宜生长，在偏酸性或者偏碱性的条件下不利于微藻的生长，而微藻利用CO2一般是以溶解在水中的HCO3 -离子形式存在的，二氧化碳在中性环境下溶解度低，不利于藻类吸收利用。而且，如果通入的化石燃料废气中含有高浓度的SOx、NOx等气体也会抑制微藻生长和降低固碳效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用烟气生产微藻油脂的方法。本发明方法提高了微藻培养体系对高浓度CO2的耐受性和溶解性，提高了固碳效率，微藻油脂的收获量明显提高，同时提高对烟气中SOx、NOx的耐受性，可以净化烟气。
本发明利用烟气生产微藻油脂的方法，包括如下内容：
（1）将微藻培养基与凯氏拟小球藻（Parachlorella kessleri）FSH-Y3或/和斜生栅藻（Scenedesmus obliqnus）FSH-Y2种子液加入到光生物反应器中，调节培养体系pH为10～12，并通入CO2体积含量为1v%～5v%的烟气，培养一定时间；
（2）调节培养体系的pH值为8～10，接入小球藻（Chlorella sp.）SF-B1种子液，同时接入栅藻（Desmodesmus sp.）MH-04种子液、单针藻（MonorapHidium sp）SS-B1种子液中的至少一种，进行混合培养，并通入CO2体积含量为5v%～45v%的烟气，在连续光照条件下培养至稳定期，收获微藻细胞。
其中所述小球藻（Chlorella sp.）SF-B1已经于2015年7月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 11005，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。所述的小球藻SF-B1在显微镜下藻细胞为绿色，单细胞藻，单生，细胞形状为球形和椭圆形，内有色素体，直径为5-6μm。小球藻SF-B1能够耐受的CO2浓度可达40v%，能够耐受的NOx的浓度可达700×10-6（v/v），可以利用含CO2和NOx的废气或烟气进行光照自养生长获取富含油脂的生物质，固碳效率高，耐受能力强。
本发明中，所述的凯氏拟小球藻（Parachlorella kessleri）FSH-Y3、斜生栅藻（Scenedesmus obliqnus）FSH-Y2、栅藻（Desmodesmus sp.）MH-04、单针藻（MonorapHidium sp）SS-B1，分别于2014年5月26日、2012年9月11日、2015年4月24日、2013年4月15日、保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号分别为CGMCC No. 9238、CGMCCNo. 6551、CGMCC No. 10764、CGMCC No. 7479，分别在CN106467896A、CN104611227A、CN106467897A、CN104611228A中已公开，并提交了保藏及存活证明。
本发明中，微藻培养基采用本领域人员熟知的BG11、SE、BBM等培养微藻的液体培养基。
本发明中，小球藻SF-B1种子液的制备方法如下：将培养基pH调节为7～9，在温度10～30℃，光照周期24h，光暗时间比14:10，光照强度2000～20000Lux，振荡培养至对数生长期。反应器中加入的小球藻SF-B1种子液与微藻培养基的体积比为1:20～1:5。
本发明中，凯氏拟小球藻FSH-Y3、斜生栅藻FSH-Y2的种子液制备方法如下：将培养基的pH调节为10～12，在温度20～30℃，光照周期24h，光暗时间比14:10，光照强度2000～20000Lux的条件下，振荡培养至对数生长期。光生物反应器中加入的凯氏拟小球藻FSH-Y3或/和斜生栅藻FSH-Y2种子液与微藻培养基的体积比1:20～1:5。当同时含两种微藻时，凯氏拟小球藻FSH-Y3和斜生栅藻FSH-Y2种子液的体积比为5:1-1:5。
本发明中，栅藻MH-04种子液、单针藻SS-B1种子液的制备方法如下：将微藻培养基的pH调节为7～9，在温度20～30℃，光照周期24h，光暗时间比14:10，光照强度2000～20000Lux，振荡培养至对数生长期。当同时接种栅藻MH-04种子液和单针藻SS-B1种子液时，二者的体积比为5:1-1:5。
本发明中控制微藻种子液的总接种量为培养基总体积的10%～30%，其中凯氏拟小球藻FSH-Y3或/和斜生栅藻FSH-Y2种子液、栅藻MH-04种子液或/和单针藻SS-B1种子液、小球藻SF-B1种子液三者的体积比为1:6:6～4:1:1。
本发明中，所述的烟气来源于硫磺回收装置焚烧尾气、催化裂化再生尾气或S-zorb再生尾气，其中CO2含量为5v%～45v%，SO2含量为不超过600×10-6（v/v），NOx含量不超过800×10-6（v/v）。
本发明中，混合培养的温度为10～30℃，光照强度为2000～20000Lux，培养至生长稳定期结束。通过离心、沉降等方式收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量，细胞干重可达到12g/L以上，油脂含量可达到细胞干重的45%以上，同时二氧化碳脱除率提高到50%以上，NOx脱除率可达到80%以上。
与现有技术相比，本发明可以带来以下有益效果：
（1）本发明首先对可耐受高pH环境的凯氏拟小球藻FSH-Y3或/和斜生栅藻FSH-Y2进行培养，初始高pH可以抑制微藻培养初期杂菌和病虫害的生长，有助于微藻处于生长优势；并且高pH有利于CO2的溶解，使CO2更容易被微藻利用，有助于提高CO2的固定效率。
（2）培养2-5天后降低pH，加入可耐受烟气中SO2和NOx的微藻进行连续光照培养，有助于促进微藻的快速生长，提高微藻的生长速率。而且，这几种微藻可以互相配合，比单一藻种培养具有更高的固碳效率，二氧化碳脱除率更高，获得的生物质含有更多油脂。
（3）本发明先在高pH环境下，而后在低温下混合培养微藻，可以有效抑制微藻生长过程中杂菌生长，有助于提高微藻油脂收率。
（4）本发明的混合培养体系能够耐受高浓度的CO2和NOx，可以利用废气中的CO2进行自养生长，固定CO2，净化烟气，缓解了目前工业社会带来的温室效应和废气污染问题。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。本发明中，wt%为质量分数，v%为体积分数，v/v为体积比。
以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均从常规生化试剂商店购买得到。
本发明微藻培养采用BG11培养基，配方如表1和表2所示。
表1 BG11培养基
*表2 表1中A5+Co solution的组成
首先按照表1和表2制备BG11液体培养基，将培养凯氏拟小球藻FSH-Y3、斜生栅藻FSH-Y2的培养基的pH调节为10，将培养栅藻MH-04、单针藻SS-B1、小球藻SF-B1的培养基的pH调节为8.0，然后将凯氏拟小球藻FSH-Y3、斜生栅藻FSH-Y2、栅藻MH-04、单针藻SS-B1、小球藻SF-B1分别接种于上述培养基中。在恒温光照摇床中培养，培养温度为25℃，光照周期为24h，光暗时间比为14:10，光照强度为5000Lux，120rpm振荡培养至对数生长期，获得凯氏拟小球藻FSH-Y3种子液、斜生栅藻FSH-Y2种子液、栅藻MH-04种子液、单针藻SS-B1种子液、小球藻SF-B1种子液，将上述种子液在15℃弱光下保存备用。
实施例1
（1）在10L光生物反应器中，加入实施例1制备的凯氏拟小球藻FSH-Y3种子液和微藻培养基，种子液的加入量为400mL，微藻培养基的pH值调节为10，加入量为8L，培养的光照强度为5000Lux，光照周期为24h，光暗时间比为14:10，通入烟气中CO2的含量为5v%，NO含量为50×10-6（v/v），SO2含量为60×10-6（v/v）。
（2）培养4天后，接入实施例1制备的栅藻MH-04种子液400mL和小球藻SF-B1的种子液400mL，调节微藻培养体系的pH为8，连续光照培养，光照强度为5000Lux；通入烟气中CO2的含量为40v%，NO含量为800×10-6（v/v），SO2含量为600×10-6（v/v）。
（3）培养7天后进入生长稳定期，结束培养，离心收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量。在-60℃条件下真空冷冻干燥至恒重后测量藻粉干重，计算生物质产量，并采用正己烷:乙酸乙酯法测得总脂含量。经检测后细胞干重可达到12.3g/L，油脂含量为细胞干重的45.1%，培养过程中CO2脱除率为52%，NO脱除率为81.9%。
实施例2
（1）在10L光生物反应器中，加入实施例1制备的凯氏拟小球藻FSH-Y3种子液和微藻培养基，种子液的加入量为800mL，微藻培养基的pH值调节为12，加入量为8L，培养的光照强度为5000Lux，光照周期为24h，光暗时间比为14:10，通入烟气中CO2的含量为5v%，NO和NO2含量为80×10-6（v/v），SO2含量为100×10-6（v/v）。
（2）培养2天后，接入实施例1制备的栅藻MH-04种子液560mL和小球藻SF-B1的种子液560mL，调节微藻培养体系的pH为9，连续光照培养，光照强度为5000Lux；通入烟气中CO2的含量为40v%，NO含量为800×10-6（v/v），SO2含量为600×10-6（v/v）。
（3）培养8天后进入稳定期，结束培养，离心收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量。在-60℃条件下真空冷冻干燥至恒重后测量藻粉干重，计算生物质产量，并采用正己烷:乙酸乙酯法测得总脂含量。细胞干重可达到12.5g/L，油脂含量为细胞干重的45.3%，培养过程中CO2脱除率为51.7%，NO脱除率为81.3%。
实施例3
（1）在10L光生物反应器中，加入实施例1制备的凯氏拟小球FSH-Y3种子液和微藻培养基，种子液的加入量为800mL，微藻培养基的pH值调节为12，加入量为8L，培养的光照强度为5000Lux，光照周期为24h，光暗时间比为14:10，通入烟气中CO2的含量为5v%，NO和NO2含量为80×10-6（v/v），SO2含量为100×10-6（v/v）。
（2）培养2天后，接入实施例1制备的单针藻SS-B1种子液560mL和小球藻SF-B1的种子液560mL，调节微藻培养体系的pH为9，连续光照培养，光照强度为5000Lux；通入烟气中CO2的含量为40v%，NO含量为800×10-6（v/v），SO2含量为600×10-6（v/v）。
（3）培养8天后进入稳定期，结束培养，离心收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量。在-60℃条件下真空冷冻干燥至恒重后测量藻粉干重，计算生物质产量，并采用正己烷:乙酸乙酯法测得总脂含量。细胞干重可达到12.0g/L，油脂含量为细胞干重的45.2%，培养过程中CO2脱除率为51.3%，NO脱除率为80.9%。
实施例4
（1）在10光生物反应器中，加入实施例1制备的凯氏拟小球FSH-Y3种子液和微藻培养基，种子液的加入量为800mL，微藻培养基的pH值调节为12，加入量为8L，培养的光照强度为5000Lux，光照周期为24h，光暗时间比为14:10，通入烟气中CO2的含量为5v%，NO和NO2含量为80×10-6（v/v），SO2含量为100×10-6（v/v）。
（2）培养2天后，接入实施例1制备的栅藻MH-04种子液280mL、单针藻SS-B1种子液280mL和小球藻SF-B1种子液560mL，调节微藻培养体系的pH为9，连续光照培养，光照强度为5000Lux；通入烟气中CO2的含量为40v%，NO含量为800×10-6（v/v），SO2含量为600×10-6（v/v）。
（3）培养8天后进入稳定期，结束培养，离心收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量。在-60℃条件下真空冷冻干燥至恒重后测量藻粉干重，计算生物质产量，并采用正己烷:乙酸乙酯法测得总脂含量。细胞干重可达到12.8g/L，油脂含量为细胞干重的46.6%，培养过程中CO2脱除率为53.1%，NO脱除率为82.8%。
实施例5
采用与实施例1相同的培养过程和培养条件，不同之处在于：步骤（1）加入凯氏拟小球藻FSH-Y3种子液200mL，加入斜生栅藻FSH-Y2种子液200mL。细胞干重可达到13.1g/L，油脂含量为细胞干重的46.7%，培养过程中CO2脱除率为51.9%，NOx脱除率为82.3%。
实施例6
采用与实施例4相同的培养过程和培养条件，不同之处在于：步骤（2）加入凯氏拟小球藻FSH-Y3种子液400mL，加入斜生栅藻FSH-Y2种子液400mL。细胞干重可达到13.4g/L，油脂含量为细胞干重的47.1%，培养过程中CO2脱除率为53.9%，NOx脱除率为83.8%。
比较例1
采用与实施例1相同的培养过程和培养条件，不同之处在于：FSH-Y3种子液、栅藻MH-04种子液和小球藻SF-B1的种子液在培养起始一起加入反应器中，采用步骤（1）的培养条件。培养结束后离心收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量，细胞干重可为10.5g/L，油脂含量为细胞干重的42.2%，CO2脱除率为52.9%，NOx脱除率为85.8%。
比较例2
采用与实施例1相同的培养过程和培养条件，不同之处在于：FSH-Y3种子液、栅藻MH-04种子液和小球藻SF-B1的种子液在培养起始一起加入反应器中，采用步骤（2）的培养条件。培养结束后离心收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量，细胞干重可为10.3g/L，油脂含量为细胞干重的41.2%，CO2脱除率为50.1%，NOx脱除率为80.2%。
比较例3
采用与实施例1相同的培养过程和培养条件，不同之处在于：步骤（2）加入CN201410730989.1所述纤维藻SS-B7代替小球藻SF-B1。培养结束后离心收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量，细胞干重可为11.5g/L，油脂含量为细胞干重的40.9%，CO2脱除率为50.1%，NOx脱除率为50.3%。
综上可知，相对于单一藻种，凯氏拟小球藻FSH-Y3、斜生栅藻FSH-Y2、栅藻MH-04、单针藻SS-B1、小球藻SF-B1采取两步法混合培养，有助于提高培养体系的耐受能力，而且可以获得更高的生物量和油脂含量。本发明利用烟气制备微藻油脂，即实现了油脂的生产，同时可以净化废气，经济效益和环境效益显著提高。
Claims (11)
1.一种利用烟气生产微藻油脂的方法，其特征在于包括如下内容：
（1）将微藻培养基与凯氏拟小球藻FSH-Y3或/和斜生栅藻FSH-Y2种子液加入到光生物反应器中，调节培养体系pH为10～12，并通入CO2体积含量为1v%～5v%的烟气，培养一定时间；
（2）调节培养体系的pH值为8～10，接入小球藻SF-B1种子液，同时接入栅藻MH-04种子液、单针藻SS-B1种子液中的至少一种，进行混合培养，并通入CO2体积含量为5v%～45v%的烟气，在连续光照条件下培养至稳定期，收获微藻细胞；所述小球藻（Chlorella sp.）SF-B1已经于2015年7月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 11005。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述小球藻SF-B1在显微镜下藻细胞为绿色，单细胞藻，单生，细胞形状为球形和椭圆形，内有色素体，直径为5-6μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：微藻培养基采用BG11、SE或BBM培养微藻的液体培养基。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：小球藻SF-B1种子液的制备方法如下：将培养基pH调节为7～9，在温度10～30℃，光照周期24h，光暗时间比14:10，光照强度2000～20000Lux，振荡培养至对数生长期。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：反应器中加入的小球藻SF-B1种子液与微藻培养基的体积比为1:20～1:5。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：凯氏拟小球藻FSH-Y3、斜生栅藻FSH-Y2的种子液制备方法如下：将培养基的pH调节为10～12，在温度20～30℃，光照周期24h，光暗时间比14:10，光照强度2000～20000Lux的条件下，振荡培养至对数生长期。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：光生物反应器中加入的凯氏拟小球藻FSH-Y3或/和斜生栅藻FSH-Y2种子液与微藻培养基的体积比1:20～1:5；当同时含两种微藻时，凯氏拟小球藻FSH-Y3和斜生栅藻FSH-Y2种子液的体积比为5:1-1:5。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：栅藻MH-04种子液、单针藻SS-B1种子液的制备方法如下：将微藻培养基的pH调节为7～9，在温度20～30℃，光照周期24h，光暗时间比14:10，光照强度2000～20000Lux，振荡培养至对数生长期；当同时接种栅藻MH-04种子液和单针藻SS-B1种子液时，二者的体积比为5:1-1:5。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：控制微藻种子液的总接种量为培养基总体积的10%～30%，其中凯氏拟小球藻FSH-Y3或/和斜生栅藻FSH-Y2种子液、栅藻MH-04种子液或/和单针藻SS-B1种子液、小球藻SF-B1种子液三者的体积比为1:6:6～4:1:1。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的烟气来源于硫磺回收装置焚烧尾气、催化裂化再生尾气或S-zorb再生尾气，其中CO2含量为5v%～45v%，SO2含量为不超过600×10-6（v/v），NOx含量不超过800×10-6（v/v）。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：混合培养的温度为10～30℃，光照强度为2000～20000Lux，培养至生长稳定期结束。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710893968.5A CN109576315B (zh) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710893968.5A CN109576315B (zh) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109576315A CN109576315A (zh) | 2019-04-05 |
| CN109576315B true CN109576315B (zh) | 2021-12-31 |
Family
ID=65912414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710893968.5A Active CN109576315B (zh) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109576315B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109576158B (zh) * | 2017-09-28 | 2022-02-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一株富含油脂的小球藻及其培养应用 |
| CN111100796B (zh) * | 2018-10-26 | 2021-07-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种富含油脂的栅藻及其培养应用 |
| CN110218748B (zh) * | 2019-06-19 | 2021-06-08 | 北京林业大学 | 一种利用微藻低成本生产油脂的方法 |
| CN112725388B (zh) * | 2019-10-28 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 |
| CN112725184B (zh) * | 2019-10-28 | 2022-04-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种净化烟气并生产微藻油脂的方法 |
| CN114507604B (zh) * | 2020-10-28 | 2023-07-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一株富含油脂的纺锤纤维藻及其培养应用 |
| CN114437935B (zh) * | 2020-10-31 | 2023-07-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种提高烟气培养产油微藻油脂含量的方法 |
| CN112973434B (zh) * | 2021-03-08 | 2023-08-11 | 青岛大学 | 一种相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气co2和资源化转化的方法 |
| CN115418336B (zh) * | 2022-10-19 | 2024-03-22 | 河西学院 | 一种复合微藻固碳体系及其制备方法和应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102229889A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-11-02 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一株小球藻及其培养方法和应用 |
| CN105713950A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 |
| CN106399109A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-02-15 | 辽宁东科电力有限公司 | 一株用于废水废气联合处理同步实现固碳脱硝的小球藻 |
| CN106467896A (zh) * | 2015-08-17 | 2017-03-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种耐受高ph的凯氏拟小球藻及其培养应用 |
| CN106467897A (zh) * | 2015-08-17 | 2017-03-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种富含油脂的栅藻及其培养应用 |
| CN106676011A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-05-17 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种可耐受高浓度烟道气的微藻藻种选育方法 |
-
2017
- 2017-09-28 CN CN201710893968.5A patent/CN109576315B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102229889A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-11-02 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一株小球藻及其培养方法和应用 |
| CN105713950A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 |
| CN106467896A (zh) * | 2015-08-17 | 2017-03-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种耐受高ph的凯氏拟小球藻及其培养应用 |
| CN106467897A (zh) * | 2015-08-17 | 2017-03-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种富含油脂的栅藻及其培养应用 |
| CN106399109A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-02-15 | 辽宁东科电力有限公司 | 一株用于废水废气联合处理同步实现固碳脱硝的小球藻 |
| CN106676011A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-05-17 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种可耐受高浓度烟道气的微藻藻种选育方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 利用烟道气培养能源微藻小球藻和栅藻的研究;杜奎;《全国博士学位论文全文数据库（电子期刊）》;20161130;3.4.3小结 * |
| 微藻固定烟气高浓度CO2的藻种改良和过程优化调控;黄云;《全国博士学位论文全文数据库（电子期刊）》;20150531;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109576315A (zh) | 2019-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109576315B (zh) | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 | |
| CN105713950B (zh) | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 | |
| CN107460216B (zh) | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 | |
| CN104611228B (zh) | 一种富含油脂的单针藻及其培养应用 | |
| CN111100885B (zh) | 一种提高微藻生产油脂的方法 | |
| CN111100883B (zh) | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 | |
| CN107460215B (zh) | 一种微藻混合培养生产油脂的方法 | |
| CN109576314B (zh) | 一种混合培养制备微藻油脂的方法 | |
| CN109576158B (zh) | 一株富含油脂的小球藻及其培养应用 | |
| CN105648023A (zh) | 一种微藻混合培养制备油脂的方法 | |
| CN111100796B (zh) | 一种富含油脂的栅藻及其培养应用 | |
| CN109880856B (zh) | 一种开放式生产微藻油脂的方法 | |
| CN107460217B (zh) | 一种混合培养制备微藻油脂的方法 | |
| CN105713836A (zh) | 一株富含油脂的纤维藻及其培养应用 | |
| CN105713951B (zh) | 一种制备微藻油脂的方法 | |
| CN105713935B (zh) | 一种微藻混合培养生产油脂的方法 | |
| CN105713934B (zh) | 一种生产微藻油脂的方法 | |
| CN112725388B (zh) | 一种利用烟气生产微藻油脂的方法 | |
| CN114507602B (zh) | 一株产油栅藻及其培养应用 | |
| Guruvaiah et al. | Utilization of flue gas from coal burning power plant for microalgae cultivation for biofuel production | |
| CN112725184B (zh) | 一种净化烟气并生产微藻油脂的方法 | |
| CN112795485B (zh) | 一种提高微藻油脂含量的方法 | |
| CN114480131B (zh) | 一种产油微藻的开放式培养方法 | |
| CN114507603B (zh) | 一种开放式培养产油微藻的方法 | |
| CN114426928B (zh) | 一种抑制杂菌的微藻培养方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231013 Address after: 100728 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen Patentee after: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp. Patentee after: Sinopec (Dalian) Petrochemical Research Institute Co.,Ltd. Address before: 100728 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen Patentee before: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp. Patentee before: DALIAN RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM AND PETROCHEMICALS, SINOPEC Corp. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |