[发明专利]一种利用微藻制备微藻絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用微藻制备微藻絮凝剂的方法，属于微藻处理技术领域。

背景技术

微藻是一类可光合自养的微生物，含有丰富的蛋白质、多不饱和脂肪酸、色素等营养物质。同时，因其具有生长速度快，单位体积产量高等优点，在生物饲料、生物制药、保健品及生物燃料等诸多领域都有广泛的应用前景。然而，因其个体极其微小（3～30μm），且藻液的浓度较低（<1g/L），增加了其收获难度。因此，从藻液中高效地采收高浓度的微藻，成为了其产业工业化规模发展的瓶颈。

现有的收集微藻的技术，主要包括：离心法、絮凝法、重力沉降法、气浮法、过滤法等。其中絮凝法又包括自动絮凝法、无机絮凝法和有机絮凝法。自动絮凝法利用微藻在特定pH值下产生自动絮凝，比如中国专利“微藻收集方法及应用”（专利号 CN201110457543.2）通过通入空气或惰性气体减少藻液CO₂的浓度，降低光合作用，提高藻液pH值到9.50～11.00时，使微藻产生自动絮凝沉淀。但是该法需要较长的处理时间，同时絮凝效果不佳，回收率低。有机絮凝法和无机絮凝法通过向藻液中加入有机絮凝剂（如壳聚糖）和无机絮凝剂（比如铁、铝絮凝剂）使微藻产生絮凝沉淀，但是这些絮凝剂的使用增加了成本，回收率低，达不到很好的回收效果。

因此，亟待寻找一种絮凝效果好，回收率高，能够在工业上进行大规模使用的微藻絮凝剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对传统的絮凝法对微藻的絮凝效果差，回收率低，不适合工业规模化应用的问题，提供了一种利用微藻制备微藻絮凝剂的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，分别将1～3份葡萄糖、3～5份植物多糖、0.1～0.3份硫酸铵、0.1～0.3份磷酸二氢铵、0.1～0.3份硝酸钾、0.01～0.03份硫酸锌、0.1～0.3份硫酸镁、10～15份氯化钠和200～300份去离子水，搅拌混合后得培养基；

（2）取微藻加入培养基中，使微藻在培养基中浓度为0.3～0.6g/L，在温度为25～27℃，转速为100～120r/min条件下进行光照黑暗循环交替培养，光照环境下培养的周期为10～12h，黑暗环境下培养的周期为8～10h；

（3）光照黑暗交替培养2～4天后得微藻液，向微藻液中加入异丙醇、氢氧化钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，搅拌混合后继续光照黑暗交替培养3～5天，培养后得改性微藻液，将改性微藻液在2000～2500r/min转速下离心分离，收集沉淀物，得微藻藻泥；

（4）按重量份数计，分别将80～100份微藻藻泥、4～8份玉米淀粉、0.1～0.3份氧化镁和0.1～0.3份硫酸铁，搅拌混合后得微藻藻泥混合物；

（5）按质量比1:5，将阳离子醚化剂和氢氧化钠溶液混合，搅拌混合后得混合液，按质量比1:5，将混合液与微藻藻泥混合物混合，混合后即可得到微藻絮凝剂。

步骤（1）中所述的植物多糖为阿拉伯糖、甘露糖、枸杞多糖、海带多糖中的一种。

步骤（2）中所述的光照环境的光照强度为3000～3200Lux。

步骤（2）中所述的微藻为小球藻、栅藻、脆杆藻、小环藻和绿球藻中一种。

步骤（3）中所述的异丙醇质量为微藻液质量5～10%，氢氧化钠质量为微藻液质量0.5～0.7%，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵质量为微藻液质量0.2～0.4%。

步骤（5）中所述的阳离子醚化剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵中的一种。

步骤（5）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为1%。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明使用植物多糖制得微藻培养基，并将微藻放入培养基中进行光照黑暗交替培养，培养过程中加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，植物多糖培养后的微藻会和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵进行反应，反应后的微藻带有阳离子活性基团，作为絮凝剂使用后会和带负电荷的藻细胞相互吸引，表现出阳离子絮凝剂的性能，而微藻在培养的过程中细胞壁会产生酸性多糖和脂质，也会进行阳离子改性，使最终得到的微藻藻泥具有优异的微藻絮凝效果；