[发明专利]一种规模化收获微藻的方法及其专用装置

说明书

技术领域

本发明属于可再生生物能源领域，涉及一种规模化收获微藻的方法及其专用装置。

背景技术

目前，利用小型生物反应器自动化培养小球藻获得成功，最大藻细胞密度达到了108g/L，藻油含量为细胞干重的61%，这种微藻油脂被认为是一种理想的制备生物燃料油脂原料。参考文献Li X,Xu H,Wu Q.Large-scale biodiesel production from microalga Chlorella protothecoides through heterotrophic cultivation in bioreactors.Biotechnology and Bioengineering98(2007)764-771证实利用工业级发酵罐（700L和11,000L容积）规模化培养含油小球藻的可行性，然而相关文献对与之配套的规模化收获微藻细胞方法并没有详细的阐述。

至今为止，在使用大型工业化生物反应器（60,000L以上容积发酵罐）大规模培养微藻并制备生物燃料原料油脂时，尚缺少一种既能够快速脱去微藻培养液中的培养基清液，高效保留培养基中的微藻细胞，又不会大幅增加运行能耗，进而有效控制微藻生物柴油生产成本的收获方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种规模化收获微藻的方法及其专用装置。

本发明所提供的用于规模化收获微藻的专用装置，是用于分离微藻培养液中的微藻细胞和培养基清液的专用装置，主要包括位于高位的微藻培养液储存器和位于低位的夹装有滤布的板框压滤机；在所述微藻培养液储存器的卸料口与所述板框压滤机的进料孔之间设有连通管道1；在所述连通管道1上设有压力泵；所述滤布为孔径为0.5-5.0μm的滤布。

进一步，在本发明中，所述滤布为孔径为3.0-5.0μm（如3.0μm或5.0μm）的滤布。

在所述专用装置的使用过程中，所述滤布可为单层滤布，也可为双层滤布；

所述滤布可为纤维滤布；更加具体可为聚丙烯纤维滤布、聚乙烯纤维滤布、全棉滤布、聚酯纤维滤布或尼龙滤布。

所述单层滤布可为单层孔径为3.0-5.0μm（如3.0μm或5.0μm）的滤布；在本发明中，所述单层滤布为如下a）或b）：a）单层孔径为3.0μm的聚乙烯纤维滤布，具体为苏州四方特种滤布有限公司生产的6#滤布（双面斜纹）；b）单层孔径为5.0μm的全棉滤布，具体为苏州四方特种滤布有限公司生产的10#滤布（网格）。

所述双层滤布可为双层孔径为3.0-5.0μm（如3.0μm和/或5.0μm）的滤布；在本发明中，所述双层滤布由一层孔径为3.0μm的聚乙烯纤维滤布（如苏州四方特种滤布有限公司生产的6#滤布（双面斜纹））和一层孔径为5.0μm的全棉滤布（如苏州四方特种滤布有限公司生产的10#滤布（网格））组成。

当采用双层滤布时，若所述双层滤布中的两滤布孔径大小不同，则所述双层滤布在所述专用装置中按照如下方式夹装到所述板框压滤机中：孔径较大的滤布在所述板框压滤机中紧贴板框，孔径较小的滤布紧贴所述孔径较大的滤布。

为了方便分离微藻培养液时培养基清液的排出，以及过滤所得微藻（藻泥饼）的收集，所述专用装置还可包括与所述板框压滤机的出液孔相连用于排出滤液的管道2，和/或位于所述板框压滤机下方用于收集微藻（藻泥饼）的收集盘。

在所述专用装置中，所述微藻培养液储存器可为任何形式装有微藻培养液的器具。在实际应用中，为了操作方便，实现微藻培养与收集的一体化，所述微藻培养液储存器最好为可用于微藻培养的生物反应器；在本发明中，所述微藻培养液储存器为发酵罐；具体为60000L发酵罐（搅拌式）。

在本发明中，所述板框压滤机为液压式板框压滤机；具体为总容积为1.5m³的液压式板框压滤机，其板框过滤面积为1m²，板框材质为高强聚丙烯；更加具体为衡水海江压滤机集团有限公司生产的1500型液压式板框压滤机）。

在本发明中，所述压力泵为液体压力泵；具体为500W液体压力泵；更加具体为上海机电股份有限公司生产的500W液体压力泵。

在本发明中，所述连通管道1和用于排出滤液的所述管道2均为钢材质，其内径大小为8-15cm。

在实际应用中，如果所需微藻（藻泥饼）的体积大于所述板框压滤机一次收获的总体积，可在所述专用装置中将多个板框压滤机并联使用。当然多个板框压滤机并联使用的所述专用装置也属于本发明的保护范围。