專利名稱：一種微藻細胞絮凝采收的工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于能源微藻技術領域，具體地說，涉及一種利用化學物質改性天然物質絮凝收集微藻的工藝。
背景技術：
微藻分布廣泛，環境適應能力強、生長周期短，是一種新型的低碳環保資源，對人類社會的生產、生活也有著十分重要的作用。微藻中的油脂含量高，其中某些多不飽和脂肪酸成分更是生活中所必需的。獲取不飽和脂肪酸的傳統方式，如從月見草、黑加侖等植物籽油中或從海洋動物如甲殼類、魚類中提取，已無法滿足市場需求。而微藻具有生長快、不受原料、產地和季節限制等獨特優勢，且其中的多不飽和脂肪酸比魚油的組成簡單、易于提取和純化等。因此利用微藻發酵生產多不飽和脂肪酸已發展成為多不飽和脂肪酸生產的必然趨勢。目前，研究表明微藻的生物質回收所需的費用要遠大于微藻養殖的費用。因此，在微藻開發應用中，采收方法及其技術條件成為了決定微藻開發應用的重要因素。對于工業規模的微藻養殖，從藻液中米收微藻一直是個瓶頸。目前，微藻的米收方法主要有離心、氣浮法、泡載法和絮凝沉淀法。其中離心、氣浮法和泡載法的生產裝置成本較高，絮凝沉淀法因其生產成本低、操作簡便等優點，成為目前研究的方向之一。用于微藻采收的絮凝劑種類有兩大類無機類絮凝劑(如聚合硫酸鐵)和有機類絮凝劑(如殼聚糖)。張亞杰、羅生軍等(張亞杰，羅生軍，等.陽離子絮凝劑對小球藻濃縮收集效果的研究.可再生能源，2010，28:35 38.)研究了陽離子絮凝劑聚合氯化鋁 (PAC)、聚合硅酸硫酸鋁(PASS)和聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDADMA)對小球藻的濃縮效果。濃縮效果很好，但絮凝劑的成本相對較高。申請號為201010559334. 4的中國發明專利采用殼聚糖-路易斯酸絮凝劑對含油微藻進行絮凝并給出了藻泥脫水工藝。劉戀等(劉戀，陳兵等.殼聚糖改性粘土對高藻水中藻類的絮凝去除.環境工程學報，2010,6:1296 1300.)對殼聚糖改性粘土用于天然高藻水中藻類的絮凝去除進行了研究。按照上述發明專利和文獻，絮凝劑的成本較高且絮凝效率偏低。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高效絮凝采收微藻細胞的工藝，利用該工藝的微藻細胞采收絮凝率高、絮凝效果快，原料成本低廉、安全環保且操作簡便。本發明所采用的技術方案是一種微藻細胞絮凝采收的工藝，其特征在于所述絮凝采收方法包括以下步驟I)將殼聚糖、三聚氰胺或EDTA改性的凹凸棒土絮凝劑與助凝劑CaCl2溶液混合加入到微藻懸浮液中，使微藻懸浮液中絮凝劑的濃度為O. 3 O. 6g/L，CaCl2的濃度為O. 01 O. 03g/L，調節微藻培養液的pH為7 9 ;2)以300 500rpm的轉速快速攪拌微藻懸浮液5 IOmin,將微藻懸浮液靜置沉淀30 60min，收集絮凝物。根據本發明的一個優選實施方式，步驟(I)中絮凝劑是將一定量的殼聚糖、三聚氰胺或EDTA溶于5mol/L鹽酸中，再加入凹凸棒土，使殼聚糖、三聚氰胺或EDTA與凹凸棒土的質量比為I : 10，常溫攪拌24h，75°C干燥，研磨，過200目篩。根據本發明的另一個優選實施方式，步驟(I)采用的殼聚糖N-脫乙酰度在90%以上。根據本發明的另一個優選實施方式，步驟(I)中微藻懸浮液中絮凝劑濃度為 O.4g/L。根據本發明的另一個優選實施方式，步驟(I)中微藻懸浮液中CaCl2濃度為 O.02g/L。根據本發明的另一個優選實施方式，步驟(I)中微藻懸浮液pH為8. 5。根據本發明的另一個優選實施方式，步驟(I)采用的微藻為普通小球藻、淡色紫球藻、鹽藻等細胞表面帶負電的一類微藻。與現有技術相比，本發明的優點在于，絮凝劑的原料價格低廉、安全環保、無毒害， 采用助凝劑有效提高絮凝效率，絮凝工藝操作方便適合工業化應用。下面結合實施例對本發明進行詳細說明。
具體實施例方式實施例I按質量比，殼聚糖凹凸棒土 = I 10的比例，稱取O. 3g殼聚糖加入10mL、5mol/ L鹽酸中，混合攪拌一段時間后，再向其中加入3g凹凸棒土，常溫攪拌24h后，75°C干燥，研磨，過200目篩，即可制得絮凝劑。首先將絮凝劑和助凝劑CaCl2溶液混合，再加入到普通小球藻懸浮液中，使小球藻培養液中絮凝劑的濃度為O. 4g/L，助凝劑CaCl2濃度為O. 02g/L。調節微藻培養液的pH為 7 9,以300rpm的轉速快速攪拌小球藻懸浮液5min,將小球藻培養液靜置沉淀30min,絮凝程度為99%以上，靜止分層后倒掉上清液，收集絮凝物。實施例2按質量比，三聚氰胺凹凸棒土 = I 10的比例，稱取O. 3g三聚氰胺加入10mL、 5mol/L鹽酸中，混合攪拌一段時間后，再向其中加入3g凹凸棒土,常溫攪拌24h后，75°C干燥，研磨，過200目篩，即可制得絮凝劑。首先將絮凝劑和助凝劑CaCl2溶液混合，再加入到普通小球藻懸浮液中，使小球藻培養液中絮凝劑的濃度為O. 37g/L，助凝劑CaCl2濃度為O. 025g/L。調節微藻培養液的pH 為7 9,以400rpm的轉速快速攪拌小球藻懸浮液5min,將小球藻培養液靜置沉淀30min, 絮凝程度為95%以上，靜止分層后倒掉上清液，收集絮凝物。實施例3按質量比，EDTA :凹凸棒土 = I 10的比例，稱取O. 3g EDTA加入10mL、5mol/ L鹽酸中，混合攪拌一段時間后，再向其中加入3g凹凸棒土，常溫攪拌24h后，75°C干燥，研磨，過200目篩，即可制得絮凝劑。首先將絮凝劑和助凝劑CaCl2溶液混合，再加入到普通小球藻懸浮液中，使小球藻
4培養液中絮凝劑的濃度為O. 5g/L，助凝劑CaCl2濃度為O. 02g/L。調節微藻培養液的pH為 7 9,以300rpm的轉速快速攪拌小球藻懸浮液8min,將小球藻培養液靜置沉淀30min,絮凝程度為99%以上，靜止分層后倒掉上清液，收集絮凝物。
權利要求
1.一種微藻細胞絮凝采收的工藝，其特征在于所述絮凝采收方法包括以下步驟1)將殼聚糖-凹凸棒土絮凝劑和CaCl2作助凝劑混合添加到微藻培養液中，使微藻細胞懸浮液中絮凝劑濃度為O. 3 O. 6g/L，CaCl2的濃度為O. 01 O. 03g/L，調節微藻培養液的pH為7 9 ;2)以300 500rpm轉速快速攪拌微藻懸浮液5 IOmin,之后將微藻懸浮液靜置沉淀 30 60min,收集絮凝物。
2.如權利要求I所述的一種微藻細胞絮凝采收的工藝，其特征在于所述的殼聚糖-凹凸棒土絮凝劑是將一定量的殼聚糖溶解于5mol/L的鹽酸中，再加入10倍殼聚糖質量的凹凸棒土，常溫攪拌24h，75°C烘干，研磨，過200目篩，所制得的絮凝劑中殼聚糖與凹凸棒土的質量比為I : 10。
3.如權利要求I所述的一種微藻細胞絮凝采收的工藝，其特征在于助凝劑CaCl2的濃度為 O. 01 O. 03g/L。
4.如權利要求I或2所述的一種微藻細胞絮凝采收的工藝，其特征在于所述的殼聚糖脫乙酰度在70%以上。
5.如權利要求I或2所述的一種微藻細胞絮凝采收的工藝，其特征在于助凝劑CaCl2 首先與絮凝劑混合，再加入微藻細胞懸浮液充分混勻。
6.如權利要求I或2所述的一種微藻細胞絮凝采收的工藝，其特征在于絮凝劑中的殼聚糖可以替換為三聚氰胺、EDTA等一類的含多個-NH2的物質。
7.如權利要求I所述的一種微藻細胞絮凝采收的工藝，其特征在于所述的微藻為普通小球藻、淡色紫球藻、鹽藻、金藻、塔胞藻等細胞表面帶負電的微藻。
全文摘要
本發明涉及一種微藻細胞絮凝采收的工藝，屬于能源微藻技術領域。其特征在于采用殼聚糖、三聚氰胺或EDTA與凹凸棒土制備成絮凝劑，加入CaCl2作為助凝劑進行微藻絮凝采收。本發明提供了絮凝劑的制備及絮凝采收的工藝技術。將絮凝劑干燥、研磨、過篩加入微藻培養液中，使絮凝劑的濃度為0.3～0.6g/L，助凝劑CaCl2的濃度為0.01～0.03g/L，調節微藻培養液pH為7～9，攪拌均勻后靜置沉淀，絮凝程度可達99％以上。本發明提供的絮凝工藝原料價格低廉、安全環保、操作方便且絮凝效率高，可廣泛用于工業化生產中微藻的采收。
文檔編號C12R1/89GK102604837SQ201210108958
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月16日 優先權日2012年4月16日
發明者余曉紅, 吳喬林, 許偉, 邵榮 申請人:鹽城工學院