專利名稱：微藻富集與收獲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微藻富集與收獲方法。
背景技術(shù)：
微藻是一類在陸地和海洋分布廣泛、營養(yǎng)豐富、光合利用率高的植物，細胞代謝產(chǎn)生多糖、蛋白質(zhì)、色素、油脂等，使其在食品、醫(yī)藥、動物飼料、廢水處理、生物能源等領(lǐng)域具有良好的開發(fā)前景。但由于生產(chǎn)成本偏高，特別是生長及收獲過程的能耗較高，在很大程度上制約微藻的大規(guī)模發(fā)展。目前，微藻富集與收獲常用的方法有沉淀、氣浮、離心和過濾。沉降效率主要受絮凝體密度的影響，微藻細胞本身的密度是一個重要的影響因素；離心分離法是目前應(yīng)用最廣泛的微藻生物量采收法，但是運行成本較高；過濾法與微藻細胞的大小有直接關(guān)系，分離效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種微藻富集與收獲方法，本發(fā)明利用攝氏零下自然氣候條件，以環(huán)境冷空氣等作為冷源，采用冷凍換熱方法使含有微藻的水懸浮液冷凍結(jié)晶，再經(jīng)后續(xù)的固液分離，實現(xiàn)微藻的富集與收獲。本發(fā)明的技術(shù)方案是該微藻富集與收獲方法包括下列步驟
1)、首先微藻水懸浮液在空冷器中與冷空氣進行換熱，預冷卻后進入結(jié)晶器；
2)、不溶于水的二次冷媒在另外一個空冷器中與冷空氣連續(xù)換熱，二次冷媒溫度降低并冷凝；
3)、冷凝后的二次冷媒進入裝有微藻水懸浮液的結(jié)晶器中，二次冷媒液滴吸熱蒸發(fā)，微藻水懸浮液則放熱和凍結(jié)形成冰晶；
4)、將在結(jié)晶器中氣化的二次冷媒抽離，經(jīng)過干燥器吸收氣相中夾帶的水蒸氣，再使二次冷媒進入空冷器進行換熱冷凝；
5)、得到的含有冰晶的微藻濃縮液，以冰漿的形式輸入到過濾罐(5)，進行過濾分離；
6)、將過濾出的冰晶排出過濾罐，微藻濃縮液輸入到收集器。本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明利用自然界的空氣冷量，經(jīng)過冷空氣預冷卻、二次冷媒直接接觸使水結(jié)晶，再將冰晶與微藻濃縮液分離即可，無需高能耗制冷機組，且換熱過程損失小，微藻富集分離效果高。同時，本發(fā)明可實現(xiàn)微藻養(yǎng)殖與海水淡化、廢水處理的過程耦合，在分離收獲微藻的同時生產(chǎn)農(nóng)業(yè)灌溉用水。得到的微藻濃縮液可直接利用或干燥為藻粉。


圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步說明該微藻富集與收獲方法包括下列步驟
1)、首先微藻水懸浮液在空冷器1中與< _5°C的冷空氣進行換熱，預冷卻后進入結(jié)晶器4 ；空冷器1微藻懸浮液入口溫度25°C。出口溫度約為_5°C。2)、不溶于水的二次冷媒在另外一個空冷器2中與冷空氣連續(xù)換熱，二次冷媒溫度降低并冷凝；空冷器2采用濕式空冷器，二次冷媒入口溫度;TC，出口溫度為-20°C。其中二次冷媒為烷烴、醚類、烯烴、鹵代烴或二氯四氟乙烷；烷烴為丁烷或異丁烷；醚類為乙醚或環(huán)氧乙烷；烯烴為丁烯或戊烯；鹵代烴為氯乙烷或氟里昂-11。3)、冷凝后的二次冷媒進入裝有微藻水懸浮液的結(jié)晶器4中，二次冷媒液滴吸熱蒸發(fā)，微藻水懸浮液則放熱和凍結(jié)形成冰晶；
4)、將在結(jié)晶器4中氣化的二次冷媒抽離，經(jīng)過干燥器3吸收氣相中夾帶的水蒸氣，再使二次冷媒進入空冷器2進行換熱冷凝；
5)、得到的含有冰晶的微藻濃縮液，以冰漿的形式輸入到過濾罐5，進行過濾分離；過濾罐5內(nèi)濾板孔徑大小為0. 15mm的微孔濾板，厚度2mm。6)、將過濾出的冰晶排出過濾罐，微藻濃縮液輸入到收集器6。
權(quán)利要求
1.一種微藻富集與收獲方法包括下列步驟1)、首先微藻水懸浮液在空冷器(1)中與<-5°C的冷空氣進行換熱，預冷卻后進入結(jié)晶器(4)；2)、不溶于水的二次冷媒在另外一個空冷器O)中與冷空氣連續(xù)換熱，二次冷媒溫度降低并冷凝；3)、冷凝后的二次冷媒進入裝有微藻水懸浮液的結(jié)晶器中，二次冷媒液滴吸熱蒸發(fā)，微藻水懸浮液則放熱和凍結(jié)形成冰晶；4)、將在結(jié)晶器中氣化的二次冷媒抽離，經(jīng)過干燥器(3)吸收氣相中夾帶的水蒸氣，再使二次冷媒進入空冷器( 進行換熱冷凝；5)、得到的含有冰晶的微藻濃縮液，以冰漿的形式輸入到過濾罐(5)，進行過濾分離；6)、將過濾出的冰晶排出過濾罐，微藻濃縮液輸入到收集器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻富集與收獲方法，其特征在于二次冷媒為烷烴、醚類、 烯烴、鹵代烴或二氯四氟乙烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微藻富集與收獲方法，其特征在于烷烴為丁烷或異丁烷；醚類為乙醚或環(huán)氧乙烷；烯烴為丁烯或戊烯；鹵代烴為氯乙烷或氟里昂-11。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微藻富集與收獲方法。該微藻富集與收獲方法包括下列步驟1)、首先微藻水懸浮液在空冷器中與冷空氣進行換熱，之后進入結(jié)晶器；2)、二次冷媒在另外一個空冷器中與冷空氣連續(xù)換熱；3)、冷凝后的二次冷媒進入結(jié)晶器中，二次冷媒液滴吸熱蒸發(fā)，微藻水懸浮液則放熱和凍結(jié)形成冰晶；4)、將在結(jié)晶器中氣化的二次冷媒抽離，經(jīng)過干燥器再使二次冷媒進入空冷器進行換熱冷凝；5)、得到的含有冰晶的微藻濃縮液，輸入到過濾罐進行過濾分離；6)、將過濾出的冰晶排出過濾罐，微藻濃縮液輸入到收集器。本發(fā)明利用環(huán)境冷空氣等作為冷源，采用冷凍換熱方法使含有微藻的水懸浮液冷凍結(jié)晶，再經(jīng)后續(xù)的固液分離，實現(xiàn)微藻的富集與收獲。
文檔編號C12N1/12GK102492627SQ20111043071
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者劉宇峰, 劉玉, 張洪升, 胡云峰, 鄧軍 申請人:大慶應(yīng)用技術(shù)研究院