[發(fā)明專利]微藻培養(yǎng)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010231006.1
• 申請日: 2010-07-20
• 公開（公告）號: CN101921811A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周文廣;李巖;張曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院能源研究所
• 主分類號: C12P7/40
• 分類號: C12P7/40;C12P5/02;C12P3/00;C12N1/12;C02F11/04;C12R1/89
• 代理公司: 濟南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 曲志波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微藻培養(yǎng)技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著全球能源危機的不斷加劇，以及人們環(huán)保意識的不斷增強，生物柴油等可再生資源受到人們越來越多的關(guān)注。生物柴油是由動植物或微生物油脂與低碳醇經(jīng)過酯交換反應(yīng)得到的一種脂肪酸單酯，其可再生、可生物降解，燃燒排放性能較化石柴油優(yōu)良，是一種環(huán)境友好型能源，已逐漸成為化石柴油的替代品。微藻是一種單細胞植物，具有光合作用效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強、生長周期短和生物量高的特點。近些年由于生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，油脂含量較高的富油微藻的綜合開發(fā)和利用已經(jīng)引起了人們越來越多的關(guān)注，微藻油脂可以解決目前生物柴油原料來源缺乏及不穩(wěn)定的問題，各個國家及地區(qū)的科研機構(gòu)相繼開展了微藻培養(yǎng)方面的研究工作，使其逐漸成為許多國家開源節(jié)能、變害為利和保護環(huán)境的重要手段。

在微藻的諸多特點中，其較強的適應(yīng)能力有著廣泛的應(yīng)用前景。目前已有研究工作表明，微藻可以在生活污水或有機廢水中生長，如專利CN101525576A，一種利用生活污水和工業(yè)廢水生產(chǎn)微藻的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：初期培養(yǎng)步驟，將經(jīng)過一級處理并過濾的生活污水加入生物反應(yīng)器后，在生物反應(yīng)器中加入藻種，在光照、通空氣和二氧化碳的條件下攪拌培養(yǎng)，直到微藻細胞生長進入穩(wěn)定期；油脂誘導(dǎo)步驟，在生物反應(yīng)器中按照1∶200～1∶1000的體積比加入蔗糖渣發(fā)酵后的工業(yè)廢液，誘導(dǎo)微藻細胞內(nèi)的油脂積累；提取步驟，在油脂積累達到穩(wěn)定后，提取生物反應(yīng)器中的微藻細胞。有機污水經(jīng)過厭氧-好氧處理后仍含有大量的氮、磷等營養(yǎng)元素，其中通入煙道氣后微藻可以利用CO₂進行生長繁殖并積累油脂，這既降低了微藻的培養(yǎng)成本，同時對污水進行了生物處理，使其可以循環(huán)利用。

微藻還可以利用沼氣發(fā)酵廢液-沼液進行培養(yǎng)，如專利CN?101285075A，公開一種沼氣發(fā)酵和自養(yǎng)型淡水微藻培養(yǎng)的耦合方法，將沼氣發(fā)酵和自養(yǎng)型淡水微藻光合培養(yǎng)同時進行，其特征在于：1)沼氣發(fā)酵：發(fā)酵獲得沼氣和沼液；2)沼液的處理：取經(jīng)沼氣發(fā)酵后得到的沼液，過濾去除殘余的固體顆粒，以水稀釋為原濃度的25％～100％，作為自養(yǎng)型淡水微藻的全營養(yǎng)培養(yǎng)基；3)自養(yǎng)型淡水微藻的接種和沼氣的引入：將處理后的沼液裝入自養(yǎng)型淡水微藻培養(yǎng)用的光生物反應(yīng)器，接入新鮮擴培的自養(yǎng)型淡水微藻藻種，將沼氣從反應(yīng)器底部引入反應(yīng)器；4)自養(yǎng)型淡水微藻培養(yǎng)控制：自養(yǎng)型淡水微藻培養(yǎng)早期光照強度為1000Lx～2000Lx，到培養(yǎng)中后期增大光強到4000Lx～8000Lx，間歇或24h連續(xù)光照；5)自養(yǎng)型淡水微藻細胞的收獲：藻細胞生長停滯后，停止光照通氣，收集藻細胞后，去除藻細胞中的水分。微藻接種到稀釋一定程度的沼液中，并以沼氣中的CO₂為無機碳源進行自養(yǎng)過程，經(jīng)過9天后最終生物量達到6g/L，該過程中微藻與沼氣發(fā)酵的偶聯(lián)既實現(xiàn)了微藻的培養(yǎng)，提高了沼氣的純度，又減少了沼液的排放帶來的環(huán)境污染，達到了增加社會和經(jīng)濟效益的目的。但上述方法主要是采用自養(yǎng)的培養(yǎng)方式，存在著生長速度慢，生物量相對較低等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：耦合沼氣發(fā)酵的產(chǎn)酸階段與微藻培養(yǎng)過程，異養(yǎng)與自養(yǎng)相結(jié)合，在培養(yǎng)高生物量的富油微藻的同時可以獲得濃度較高的富氫氣體。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

(1)產(chǎn)酸發(fā)酵

以動物糞便、農(nóng)作物秸稈、城市農(nóng)村生活污水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機廢水和廢渣等為發(fā)酵底物，將其置于發(fā)酵反應(yīng)裝置，加入活性污泥后控制溫度在25±1℃，進行發(fā)酵12-72h，產(chǎn)生的混合氣收集在儲氣罐中。所述活性污泥是指用于污水處理厭氧發(fā)酵工藝的微生物菌群。

(2)微藻培養(yǎng)

本發(fā)明培養(yǎng)的淡水微藻包括來自于淡水域等野生環(huán)境或馴化后的自養(yǎng)型淡水微藻，可于各大藻種保藏中心或市售獲得，如小球藻、柵藻和螺旋藻等。所述微藻藻種為小球藻(chlorella?vulgaris)，曾記載于2009年11月19公開的美國專利申請公開說明書US?20090288223中，還可于美國德克薩斯藻種保藏中心獲得，其保藏編號為UTEX?2714。