專利名稱：一種利用氨絮凝微藻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微藻生物技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用氨絮凝微藻的方法及其培養(yǎng)液循環(huán)再培養(yǎng)的方法。
背景技術(shù)：
微藻是一類細(xì)胞體積小(1-30 μ m)，密度低(與培養(yǎng)液密度相近似)，表面帶有負(fù)電荷的單細(xì)胞光合自養(yǎng)微生物。由于微藻細(xì)胞生化組成、代謝途徑的復(fù)雜性和多樣性，產(chǎn)生的多糖、蛋白質(zhì)、色素、脂類等具有潛在的營養(yǎng)和藥用價值，使其在食品、醫(yī)藥、基因工程、液體燃料等領(lǐng)域具有很好的開發(fā)前景。微藻培養(yǎng)簡單，單位面積產(chǎn)量高，具有不與人掙糧、不與糧掙地等有點(diǎn)，對環(huán)境、資源和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。但是，由于其細(xì)胞的特性，采收比較困難、成本高，微藻采收成本占整個產(chǎn)業(yè)鏈條的20-30%。目前采收的方式主要有離心、過濾、氣懸浮(申請?zhí)?00910202971. 3)、添加無機(jī)或有機(jī)絮凝劑進(jìn)行絮凝(申請?zhí)?200710015212. 7 ；201010205681. 7)，在這些絮凝方式當(dāng)中，均有優(yōu)缺點(diǎn)，離心對各種藻均有效但耗能大，不利于大規(guī)模利用；過濾較為經(jīng)濟(jì)，但是堵塞嚴(yán)重且易造成膜的污染；氣懸浮操作簡便但效果不夠徹底；絮凝劑的添加效果顯著， 但絮凝劑的加入一方面會引入外援化合物或者離子造成水體污染，另一方面影響下游的操作和再次分離的困難，因此研究開發(fā)一種效果理想、簡單易行、成本低、無污染的新采收方式具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用氨絮凝微藻的方法，其特征是，包括以下步驟步驟一、在攪拌的條件下往培養(yǎng)有微藻的培養(yǎng)液中加入氨，使氨與培養(yǎng)液快速混勻，當(dāng)培養(yǎng)液的PH值處于堿性范圍時，靜置所述培養(yǎng)液，微藻絮凝；步驟二、待微藻絮凝和培養(yǎng)液分層，分離出上層的培養(yǎng)液，收集絮凝的微藻；優(yōu)選的是，所述的利用氨絮凝微藻的方法中，在步驟二之后還包括步驟三將所述分離出的培養(yǎng)液進(jìn)行熱處理，加熱冷卻后通入(X)2氣體，調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的PH值為酸性，添加 1%。的微量元素混合溶液，培養(yǎng)液用于循環(huán)培養(yǎng)微藻。優(yōu)選的是，所述的利用氨絮凝微藻的方法中，步驟一中的氨為氨水和/或氨氣。優(yōu)選的是，所述的利用氨絮凝微藻的方法中，氨水的濃度為12 觀％。優(yōu)選的是，所述的利用氨絮凝微藻的方法中，步驟一中攪拌的條件為80 120rmpo優(yōu)選的是，所述的利用氨絮凝微藻的方法中，步驟一中的堿性范圍是指pH值為 8 11。優(yōu)選的是，所述的利用氨絮凝微藻的方法中，步驟一中的靜置時間為0. 5 池。優(yōu)選的是，所述的利用氨絮凝微藻的方法中，步驟三中的熱處理為40 120°C加熱 IOmin0
優(yōu)選的是，所述的利用氨絮凝微藻的方法中，步驟三中的酸性為pH值小于6. 5。優(yōu)選的是，所述的利用氨絮凝微藻的方法中，微量元素的組成，重量(g)/體積(L) 比，為=Na2EDTA 4. 16，F(xiàn)eCl3 · 6H20 3. 15，CuSO4 · 5Η20 0· 01，ZnSO4 · 7H20 0· 022，CoCl2 · 6H20 0. 01， MnCl2. 4H20 0. 18, Na2MoO4 · 2H20 0. 006, Cyanocobalamin(Vitamin B12)0. 0005, Thiamine HCl (Vitamin Bi) 0. 1，Biotin 0.0005，其余為水。本發(fā)明提供了一種利用氨絮凝微藻的方法，包括以下步驟1、取培養(yǎng)有微藻的培養(yǎng)液于燒杯中，所述燒杯放置在攪拌器上，如磁力攪拌器，轉(zhuǎn)速為80 120rmp的條件下往微藻培養(yǎng)液中逐滴加入氨水或通入氨氣，氨水的濃度為12 28%,氨和培養(yǎng)液快速混勻，用pH計測試培養(yǎng)液的pH值直至培養(yǎng)液的pH值為8 11時， 靜置0.5 池，使微藻絮凝；2、待微藻絮凝和培養(yǎng)液分層，分離出上層的培養(yǎng)液，收集絮凝的微藻；3、分離出的培養(yǎng)液于沸水浴中加熱lOmin，加熱冷卻后在pH檢測的狀態(tài)下通入 CO2氣體，調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值為6. 5以下，然后添加75ul 1%。的微量元素，微量元素的組成， 重量(g)/ 體積(L)比，為=Na2EDTA 4. 16，F(xiàn)eCl3 · 6H20 3. 15，CuSO4 · 5H20 0. 01，ZnSO4 · 7H20 0. 022, CoCl2 ·6Η20 O. 01，MnCl2. 4Η20 0. 18, Na2MoO4 · 2Η20 0. 006, Cyanocobalamin (Vitamin Β12) O. 0005，Thiamine HCl (Vitamin Bi) O. 1，Biotin 0.0005，其余為水。所述微量元素提供微藻生長過程中所必要的元素，培養(yǎng)液用于循環(huán)培養(yǎng)微藻。本發(fā)明提供的一種利用氨絮凝微藻的方法，具有以下突出特點(diǎn)1、采用的絮凝劑氨水用量少、絮凝效果快速、顯著；靜止沉降后上清培養(yǎng)液經(jīng)過熱處理和通入CO2,加入的氨被轉(zhuǎn)化為銨的形式，CO2被轉(zhuǎn)化為HCO3-形式分別作為氮源、碳源被微藻再次利用，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)培養(yǎng)，降低了成本。2、本方法采用的氨水不會引入金屬離子、難降解化合物等，不形成二次污染，且能緩解溫室氣體效應(yīng)。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的， 不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例11、海洋微藻 HTBS-I (High-Tolerance bicarbonate species 1,鹽藻屬的一種) 和微擬球藻Nannochloropsis oculata(Austin, TX, USA)的培養(yǎng)以IXlO6的接種量接種于F2培養(yǎng)液中，F(xiàn)2培養(yǎng)液的組成，重量(g)/體積(L)比，為=NaNO3O. 075，NaH2PO4 · 2H20 0. 00565，其余為過濾海水。微量元素A5添加lml，其中A5的組成，重量(g)/體積(L)比，為 Na2EDTA 4. 16，F(xiàn)eCl3 · 6H20 3. 15，CuSO4 · 5Η20 0· 01，ZnSO4 · 7H20 0· 022，CoCl2 · 6H20 0. 01, MnCl2. 4H20 0. 18, Na2MoO4 · 2H20 0. 006, Cyanocobalamin(Vitamin B12)0. 0005, Thiamine HCl (Vitamin B1)0. LBiotin 0. 0005，其余為試劑水。25士 1°C的條件下生長14天；淡水微藻小球藻Chlorella sorokiniana(Austin, TX, USA)的培養(yǎng)以IXlO6的接種量接種于不含葡萄糖的BBM(Bold，s Basal Medium)培養(yǎng)液中，25 士 1°C的條件下生長14天，培養(yǎng)有微藻的培養(yǎng)液用以下述實(shí)驗，具體步驟為2、取市售分析純氨水5ml，等體積加入蒸餾水，配成稀釋溶液a ；
3、用燒杯取上述1的培養(yǎng)有微藻的培養(yǎng)液100ml，放于磁力攪拌器上，以80 120rpm進(jìn)行攪拌，在pH檢測狀態(tài)下，逐滴加入溶液a，直至pH值達(dá)到8 11 ；4、然后靜止放置，分別在0.釙，Ihdh，6h，12h測定距燒杯底部2cm處的OD6tltl ；然后利用公式計算絮凝率(％ ) = (1-A/B) X 100 (A 絮凝后的0D_，B 絮凝前的0D_)；5、取絮凝后的上清液75ml，沸水中水浴lOmin，冷卻后，在pH檢測狀態(tài)下通入 100%的CO2氣體，并以氣石作為氣體分散閥，直至PH降低到6. 5以下；6、向處理過的培養(yǎng)液5添加75ul的微量元素；7、以2X IO6接種量接種于培養(yǎng)液6中，分別在第0、2、4、6天測定OD6tltl ；實(shí)施例2將大約2ml的實(shí)例1中所述稀釋液a逐滴加入到IOOml培養(yǎng)14天的HTBS-1海洋微藻中，并以120rpm的轉(zhuǎn)速在磁力攪拌器上攪拌，直至pH值達(dá)到10. 8，然后靜止沉淀，該藻在0. 5-lh絮凝率達(dá)到66. 8%,6h達(dá)到92. 4%以上，12h大于96. 3%，沉降后的上清倒出備用，收集底部絮凝物。實(shí)施例3將大約2ml的稀釋液a逐滴加入到IOOml培養(yǎng)14天的微擬球藻Nannochloropsis oculata中，并以120rpm的轉(zhuǎn)速在磁力攪拌器上攪拌，直至pH值達(dá)到10. 7，然后靜止沉淀， 該藻在0. 5-lh絮凝率達(dá)到87. 5%,6h達(dá)到93. 4%以上，12h達(dá)到99. 2%以上，沉降后的上清倒出備用，收集底部絮凝物。實(shí)施例4將大約anl的稀釋液a逐滴加入到IOOml培養(yǎng)14天的小球藻 Chlorellasorokiniana中，并以120rpm的轉(zhuǎn)速在磁力攪拌器上攪拌，直至pH值達(dá)到10.0， 然后靜止沉淀，該藻在他達(dá)到38. 9 %，1 達(dá)到50. 6 %，沉降后的上清倒出，并過濾備用，收集底部絮凝物。實(shí)施例5取實(shí)例2中的上清液，分別以沸水水浴lOmin，以60ml/min的流速通入100%的 CO2，沸水水浴IOmin后再以60ml/min的流速通入100%的C02，以ImM的NH4HCO3溶于滅菌后的F2中作為陽性對照，結(jié)果表明微藻完全可以利用NH4+和HC03_作為氮源和碳源，且生長良好；微藻培養(yǎng)液循環(huán)再利用中，只有沸水浴和通入(X)2相組合的情況比較理想，6天后的 OD600值是最初的2. 1倍，具體參見表1。表1不同條件處理下的培養(yǎng)液微藻生長趨勢(OD6J
權(quán)利要求
1.一種利用氨絮凝微藻的方法，其特征是，包括以下步驟步驟一、在攪拌的條件下往培養(yǎng)有微藻的培養(yǎng)液中加入氨，使氨和培養(yǎng)液快速混勻，當(dāng)培養(yǎng)液的PH值處于堿性范圍時，靜置所述培養(yǎng)液，微藻絮凝；步驟二、待微藻絮凝和培養(yǎng)液分層，分離出上層的培養(yǎng)液，收集絮凝的微藻。
2.如權(quán)利要求1所述的利用氨絮凝微藻的方法，其特征是，在步驟二之后還包括步驟三將所述分離出的培養(yǎng)液進(jìn)行熱處理，加熱冷卻后通入(X)2氣體，調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的PH值為酸性，添加1%。的微量元素混合溶液，培養(yǎng)液用于循環(huán)培養(yǎng)微藻。
3.如權(quán)利要求1所述的利用氨絮凝微藻的方法，其中步驟一中的氨為氨水和/或氨氣。
4.如權(quán)利要求3所述的利用氨絮凝微藻的方法，其中氨水的濃度為12 觀％。
5.如權(quán)利要求1所述的利用氨絮凝微藻的方法，其中步驟一中攪拌的條件為80 120rmpo
6.如權(quán)利要求1所述的利用氨絮凝微藻的方法，其中步驟一中的堿性范圍是指pH值為 8 11。
7.如權(quán)利要求1所述的利用氨絮凝微藻的方法，其中步驟一中的靜置時間為0.5 3h。
8.如權(quán)利要求1所述的利用氨絮凝微藻的方法，其中步驟三中的熱處理為40 120°C 加熱IOmin0
9.如權(quán)利要求1所述的利用氨絮凝微藻的方法，其中步驟三中的酸性為pH值小于6. 5o
10.如權(quán)利要求2所述的利用氨絮凝微藻的方法，其中，微量元素混合溶液的組成，重量(g)/ 體積(L)比，為=Na2EDTA 4. 16，F(xiàn)eCl3 · 6H20 3. 15，CuSO4 · 5H20 0. 01，ZnSO4 · 7H20 0. 022, CoCl2 ·6Η20 0· 01，MnCl2. 4Η20 0. 18, Na2MoO4 · 2Η20 0. 006, Cyanocobalamin (Vitamin Β12) 0· 0005，Thiamine HCl (Vitamin Bi) 0. 1，Biotin 0.0005，其余為水。
全文摘要
一種利用氨絮凝微藻的方法，其特征是，包括如下步驟在攪拌的條件下往培養(yǎng)有微藻的培養(yǎng)液中加入氨，使培養(yǎng)液的pH值處于堿性范圍，靜置，微藻絮凝；待微藻絮凝和培養(yǎng)液分層，分離出上層的培養(yǎng)液，收集絮凝的微藻。另外還包括將所述分離出的培養(yǎng)液進(jìn)行熱處理，加熱冷卻后通入CO2氣體，調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值為酸性，添加1‰的微量元素混合溶液，培養(yǎng)液用于循環(huán)培養(yǎng)微藻。該方法絮凝效果顯著，耗時短，無金屬離子的二次污染，可結(jié)合利用煙道氣中的CO2實(shí)現(xiàn)碳、氮元素雙利用。本發(fā)明的產(chǎn)業(yè)化利用既能緩解溫室氣體效應(yīng)，又可降低能源微藻等產(chǎn)業(yè)采收成本，而且操作簡便，工藝簡單，可適用于微藻產(chǎn)業(yè)化采收。
文檔編號C12N1/12GK102492624SQ20111039067
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者劉晨風(fēng), 劉智永, 李德茂, 陳方見, 陳樹林 申請人:天津工業(yè)生物技術(shù)研究所