一種微藻培養及采收耦合快速積累藻油的方法技術

本發明專利技術公開了一種微藻培養及采收耦合快速積累藻油的方法：將新鮮微藻細胞接種在相應的微藻培養液中培養，獲得藻液，將藻液調節pH值靜置分層，上層清液回收循環用于微藻培養，下層沉淀采用有機溶劑浸提、索氏抽提或酸法提取藻油。本發明專利技術方法在微藻生長前期，通過調節培養液中氮、磷濃度，提高微藻生物量；微藻生長后期，通過調節藻液的pH值，形成強堿或強酸環境，脅迫微藻快速積累藻油，同時使微藻絮凝脫水，采收微藻，從而實現培養與采收耦合，簡化操作過程，縮短生產時間；培養液的循環利用既節省了培養成本，又避免了培養液排放對環境造成的污染。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于微藻生物能源
，涉及ー種產油微藻脅迫培養快速積累大量藻油和微藻采收耦合的方法。(ニ)
技術介紹
隨著工業和經濟的快速發展，能源短缺和環境污染問題日益嚴重，尋求可以替代石油的可再生清潔能源成為世界能源エ業的發展方·向。藻類具有光合作用效率高、生長周期短，環境適應能力強、藻油含量豐富的特點，是富有前景的生產生物能源的原料之一。目前，微藻生物能源的關鍵問題在于培養成本高、微藻采收困難。培養成本高的原因主要有兩個方面，其一是未能找到協調好微藻高生物產量和高藻油含量矛盾的微藻自養培養方法；其ニ是未能找到協調好培養鹽的重復利用和采收成本之間矛盾的微藻采收方法。為了提高微藻的生物量和藻油含量，目前常用的培養方式是異養培養，即在培養過程中加入大量的葡萄糖等有機物質促使微藻的生長和藻油積累。由于加入了大量的有機物，異養培養的成本高。微藻的自養是在自然光照下，利用大氣中的CO2及培養液中的N、P等無機鹽培養微藻，相對于異養，自養的培養成本較低，但藻的脂質含量也較低。在自養培養微藻產油的過程中，常通過培養液營養成分特別是一些必須營養鹽的缺陷，來誘導微藻產生藻油，但是在營養鹽缺乏的情況下，大部分微藻不能實現高密度生長，因此，盡管提高了脂質含量，但藻油的產量不高。微藻的采收一般采用離心或絮凝的方法。離心采收的設備投資大和采收能耗高。絮凝采收常采用在藻液中加入絮凝劑促使藻細胞絮凝沉降的方法，由于加入了絮凝齊U，微藻采收后的上清液不能循環用于微藻的培養，造成培養鹽和水的浪費，増加了培養成本，同時，絮凝后的上清液中富含有絮凝劑、營養鹽以及藻細胞，直接排放會污染環境，浄化處理又増加了成本。在此背景下，本專利技術提出了ー種通過調節pH值促進微藻大量積累藻油的同時采收微藻的耦合方法在微藻生長的前期，通過調節培養液中氮、磷的濃度及比例提高微藻的生物質產量；在微藻生長的后期，通過調節培養液的PH值，形成強堿或強酸的環境，脅迫微藻快速積累大量藻油，同時使微藻絮凝脫水，采收微藻。采收微藻后的培養液調節PH后循環用于微藻的培養。
技術實現思路
本專利技術目的是提供一種增產、促油培養微藻和采收微藻的方法。本專利技術采用的技術方案是，所述方法為(I)將新鮮微藻細胞以體積分數5%的接種量接種在相應的微藻培養液(所述微藻培養液為本領域公知技術，不同的微藻種類對應不同的微藻培養液，海水微藻可以采用基礎F/2培養液或調整氮磷比后的改良F/2培養液，淡水微藻可以采用CHU培養液)中，通入空氣，在自然光照下，5 40°C培養至對數生長期后，再在同樣條件下培養f 33d，獲得藻液；(2)在步驟(I)獲得的藻液中加入堿性水溶液調節pH值為1(Γ13，或在步驟(I)獲得的藻液中加入酸性水溶液調節pH值為f 5，室溫靜置f5d使藻液分層，獲得上層清液和下層沉淀，將下層沉淀過濾，取濾餅即獲得藻泥，將藻泥采用有機溶劑A浸提、索氏抽提或酸法提取處理，獲得所述藻油；所述有機溶劑A為下列之一こ醇、こ醚、こ酸こ酯或石油醚；(3)將步驟(2)的上層清液調節pH至7 8，獲得調節pH值后的上層清液并檢測上層清液組成，將調節PH值后的上層清液各個組成補足至相應微藻培養液組分，獲得再生微藻培養液，循環用于微藻培養。進ー步，步驟(I)所述微藻優選為淡水微藻或海洋微藻。更進一歩，步驟(I)所述微藻優選為下列之一眼擬點微綠球藻、杜氏鹽藻、葡萄藻或小球藻，所述眼擬點微綠球藻、杜氏鹽藻為海洋微藻，葡萄藻或小球藻為淡水微藻。 進ー步，所述ー種微藻培養及采收耦合快速積累藻油的方法推薦按如下步驟進行(I)將新鮮微藻細胞以體積分數5%的接種量接種在相應微藻培養液中，通入空氣，在自然光照下，5 40°C (優選2(T25°C)培養至對數生長期后，再在同樣條件下培養fl5d (優選15d),獲得藻液；所述微藻為海洋微藻；所述相應微藻培養液為改良F/2培養液,終濃度組成為NaN0325 1350mg/L、NaH2PO4 ·2Η20 5 270mg/L、Na2SiO3 · 9H2020mg/L、Na2EDTA 4. 36mg/L、FeCl3 · 6H20 3. 16mg/L、CuSO4 · 5H200. 01mg/L、ZnSO4 · 7H20 0. 023mg/L、CoCl2 · 6H200. 012mg/L、MnCl2 · 4H200. 18mg/L、Na2MoO4 · 2H20 0. 07mg/L、VB1O. I μ g/L、VB2O. 5 μ g/L、生物素0. 5 μ g/L，溶劑為水，pH值為；(2)在步驟(I)獲得的藻液中加入堿性水溶液調節PH值為1(Γ13，或在步驟(I)獲得的藻液中加入酸性水溶液調節pH值為f 5，室溫靜置f 5d(即pH脅迫f5d，同時使微藻絮凝采收)使藻液分層，獲得上層清液和下層沉淀，將下層沉淀過濾，取濾餅即獲得藻泥，將藻泥采用有機溶劑B浸提、索氏抽提或酸法提取處理，獲得所述藻油；所述有機溶劑B為下列之一こ醇、こ醚、こ酸こ酯或石油醚；(3)將步驟(2)的上層清液調節PH至7 8(上層清液的pH在1(Γ13時，用磷酸調節pH至7 8 ;上層清液的pH在3飛時，用氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液調節pH至7 8)，獲得調節pH值后的上層清液，在調節PH值后的上層清液中加入硝酸鈉(NaNO3)和磷酸ニ氫鈉(NaH2PO4 · 2H20),使NaNO3的終濃度為25 1350mg/L，NaH2PO4 · 2H20的終濃度為5 270mg/L，獲得再生后的改良F/2培養液，循環用于微藻培養。進ー步，步驟(I)所述微藻更優選為眼擬點微綠球藻。進ー步，步驟(I)所述培養溫度優選為25 30°C。進ー步，步驟(I)所述改良F/2培養液中NaNO3的終濃度優選為225 1350mg/L，相應氮磷質量比為4:1，最優選NaNO3的終濃度225mg/L，NaH2PO4 ·2Η20的終濃度優選為45mg/L,相應氮磷質量比為4:1。進ー步，步驟(2)所述堿性水溶液優選為氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液，更優選質量濃度5 10%的氫氧化鈉水溶液或質量濃度5 10%的氫氧化鉀水溶液，所述酸性水溶液優選為硫酸水溶液或鹽酸水溶液，更優選體積濃度5 10%的硫酸水溶液或體積濃度I (Tl 5%的鹽酸水溶液。進ー步，優選步驟(2)所述在步驟(I)獲得的藻液中加入堿性水溶液調節pH值為11，室溫靜置3d (pH脅迫3d)使藻液分層，獲得上層清液和下層沉淀。進ー步，所述微藻培養及采收耦合快速積累藻油的方法中所述微藻藻油的提取方法為本領域公知方法，通常步驟(2)藻泥按下列方法之一進行處理提取藻油①有機溶劑浸提將步驟(2)獲得的藻泥在70°C下干燥12小時，獲得干藻粉a，在干藻粉a中以質量比2:1加入石英砂a，碾磨30min，再加入有機溶劑C，在室溫下浸提12小吋，過濾，獲得濾液和濾餅，將濾餅用相同有機溶劑C在同樣條件下浸提3次，合并所有濾液，將濾液減壓濃縮脫除溶劑，得到藻油；所述有機溶劑C為下列之一こ醇、こ醚、こ酸こ酷或石油醚；所述有機溶劑C的體積用量以干藻粉a質量計為5ml/g 索氏抽提將步驟(2)獲得的藻泥在70°C下干燥12小吋，獲得干藻粉b，在干藻粉b中以質量比2:1加入石英砂b，碾磨30min，加入有機溶劑本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微藻培養及采收耦合快速積累藻油的方法，其特征在于所述方法為：（1）將新鮮微藻細胞以體積分數5%的接種量接種在相應的微藻培養液中，通入空氣，在自然光照下，5~40℃培養至對數生長期后，再在同樣條件下培養1~33d，獲得藻液；（2）在步驟（1）獲得的藻液中加入堿性水溶液調節pH值為10~13，或在步驟（1）獲得的藻液中加入酸性水溶液調節pH值為1~5，室溫靜置1~5d使藻液分層，獲得上層清液和下層沉淀，將下層沉淀過濾，取濾餅即獲得藻泥，將藻泥采用有機溶劑A浸提、索氏抽提或酸法提取處理，獲得所述藻油；所述有機溶劑A為下列之一：乙醇、乙醚、乙酸乙酯或石油醚；（3）將步驟（2）的上層清液調節pH至7~8，獲得調節pH值后的上層清液，并檢測上層清液組成，將調節pH值后的上層清液各個組成補足至相應微藻培養液組成，獲得再生微藻培養液，循環用于微藻培養。

【技術特征摘要】
1.一種微藻培養及采收耦合快速積累藻油的方法，其特征在于所述方法為 (1)將新鮮微藻細胞以體積分數5%的接種量接種在相應的微藻培養液中，通入空氣，在自然光照下，5 40°C培養至對數生長期后，再在同樣條件下培養f 33d，獲得藻液； (2 )在步驟(I)獲得的藻液中加入堿性水溶液調節pH值為I(Γ13，或在步驟(I)獲得的藻液中加入酸性水溶液調節PH值為f 5，室溫靜置f 5d使藻液分層，獲得上層清液和下層沉淀，將下層沉淀過濾，取濾餅即獲得藻泥，將藻泥采用有機溶劑A浸提、索氏抽提或酸法提取處理，獲得所述藻油；所述有機溶劑A為下列之一こ醇、こ醚、こ酸こ酯或石油醚； (3)將步驟(2)的上層清液調節pH至7 8，獲得調節pH值后的上層清液，并檢測上層清液組成，將調節PH值后的上層清液各個組成補足至相應微藻培養液組成，獲得再生微藻培養液，循環用于微藻培養。2.如權利要求I所述微藻培養及采收耦合快速積累藻油的方法，其特征在于步驟(I)所述微藻為淡水微藻或海洋微藻。3.如權利要求I所述微藻培養及采收耦合快速積累藻油的方法，其特征在于步驟(I)所述微藻為下列之一眼擬點微綠球藻、杜氏鹽藻、葡萄藻或小球藻。4.如權利要求I所述微藻培養及采收耦合快速積累藻油的方法，其特征在于所述方法為 (O將新鮮微藻細胞以體積分數5%的接種量接種在相應的微藻培養液中，通入空氣，在自然光照下，5 40°C培養至對數生長期后，再在同樣條件下培養fl5d，獲得藻液；所述微藻為海洋微藻；所述相應的微藻培養液為改良F/2培養液，終濃度組成為NaN0325 1350mg/L、NaH2PO4 · 2H205 270mg/L、Na2SiO3 · 9H20 20mg/L、Na2EDTA 4. 36mg/L、FeCl3 ·6Η203· 16mg/L、CuSO4 · 5H20 0. 01mg/L、ZnSO4 · 7H20 0. 023mg/L、CoCl2 · 6H200. 012mg/L、MnCl2 · 4H20 0. 18mg/L、Na2MoO4 · 2H20 0. 07mg/L、VB1O. I μ g/L、VB2O. 5 μ g/L、生物素0. 5 μ g/L,溶劑為水，pH值為7 8 ； (2)在步驟(I)獲得的藻液中加入堿性水溶液調節pH值為1(Γ13，或在步驟(I)獲得的藻液中加入酸性水溶液調節PH值為f 5，室溫靜置f5d使藻液分層，獲得上層清液和下層沉淀，將下層沉淀過濾，取濾餅即獲得藻泥，將藻泥采用有機溶劑B浸提、索氏抽提或酸法提取處理，獲得所述藻油；所述有機溶劑B為下列之一こ醇、こ醚、こ酸こ酯或石油醚； (3)將步驟(2)的上層清液調節pH至7 8，獲...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸向紅，計建炳，竇曉，盧美貞，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：