[實用新型]一種采收微藻的裝置

有效

• 申請號: 201420538136.3
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN204097455U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 程琳;榮峻峰;黃緒耕;紀洪波
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12R1/89
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

技術領域

本實用新型涉及一種采收微藻的裝置。

背景技術

微藻是一類在水中生長的種類繁多且分布極其廣泛的低等植物，它是由陽光驅動的細胞工廠，通過微藻細胞高效的光合作用，吸收CO₂，將光能轉化為脂肪或淀粉等碳水化合物的化學能，并放出O₂。利用微藻生產生物能源與化學品可以同時達到“替代化石能源、減少CO₂排放、凈化廢氣與污水”三個目的。“微藻生物技術”的優勢在于以下幾個方面：①微藻是光合效率最高的原始植物，與農作物相比，單位面積的產率高出數十倍。微藻也是自然界中生長最為迅速的一種植物，通常在24h內，微藻所含生物質可以翻倍，在其“指數生長期”內其生物量翻倍時間可以縮短到3.5h。②微藻可以生長在高鹽、高堿環境的水體中，可充分利用灘涂、鹽堿地、沙漠進行大規模培養，也可利用海水、鹽堿水、工業廢水等非農用水進行培養，因此微藻可以不同農作物爭地、爭水。③產油率高，微藻干細胞的含油量可高達70％，微藻沒有高等植物的根莖葉等細胞分化，在缺氮等條件下，某些單細胞微藻可大量積累油脂，是最有前景的產油生物。④微藻的培養需要利用工業廢氣中的CO₂，緩解溫室氣體的排放，也可以吸收工業廢氣中的NO_x，減少環境的污染。⑤生產微藻生物柴油的同時，還可以生產相當數量的微藻生物質，還可進一步獲得蛋白質、多糖、脂肪酸等高價值產品。

微藻可分為原核藻類和真核藻類，原核藻類以藍藻為主，含葉綠素a、不形成細胞器、能進行光合作用，細胞中蛋白質含量高，可達干重的70％，脂肪含量低，為5％左右；真核藻類種類比較多，是主要的生物燃料藻種的來源。常見的微藻主要歸于以下八個門類：硅藻門(Bacillariophyta)、綠藻門(Chlorophyta)、金藻門(Chrysophyta)、藍藻門(Cyanophyta)、甲藻門(Pyrroptata)、紅藻門(Rhodophyta)、隱藻門(Cryptophyta)和黃藻門(Xanthophyta)。其中，硅藻門、綠藻門和金藻門是最具潛力的生物柴油藻種來源。

微藻高效規模化養殖技術，即通過研究開發微藻規模化養殖的新設備與新工藝來高效、低成本地獲得微藻生物量，是微藻生物技術的核心之一。如何高效率、低成本地采收微藻一直是微藻生物技術中的難題，主要原因是：微藻個體微小(通常小于20微米)且藻液濃度很低(在采收濃度下，通常不到藻液質量的3‰)。

現有的微藻采收方法主要是絮凝法、過濾法、離心法和沉降法。其中，絮凝法、過濾法和離心法的工藝較復雜、成本較高。沉降法具有操作簡便、節省能源等優點，如CN101748068公開了一種微藻收獲方法，該方法利用重力學原理，針對高密度連續培養光合生物反應系統進行不完全收獲，對于濃度大于10⁷個每毫升的藻液(相當于OD₆₈₀＝1.0)，沉降率一般可達60％以上，沉降后分離出的上層清液返回光反應系統繼續利用。該方法仍存在以下不足：輕微的擾動就會使微藻重新分散，不利于分離沉降后的清液，且沉降率低。

中國專利CN102453669A中公開了一種微藻采收的裝置與方法，其特征是通過多個上下方向上相互隔開的收集板來沉降微藻，所述收集板的第一端支撐在第一桿上，第二段支撐在第二桿上，每層收集板的第一端處形成有防止沉積的微藻流出的凸起角部，每層收集板的第二端為有利于微藻流出的開放端；在沉積微藻時，向上拉起第二桿使每層收集板相對于水平方向傾斜成第一傾斜角度，從而使微藻沉積在每層收集板第一端處的凸起角部；并且在收集微藻時，向上拉起第一桿使每層收集板相對于水平方向傾斜成第二傾斜角度，從而使沉積的微藻從每層收集板的開放的第二端流入光生物反應器中。然而由于微藻通常會粘滯在收集板上，因此上述方法在收集時會帶來操作上的困難，且較為繁瑣。

因此，迫切需要開發新的采收微藻的裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術的上述缺陷，提供一種沉降率高、沉降后易收集的新的采收微藻的裝置。

本實用新型的發明人在研究中發現，采收微藻的裝置包括盛放待采收的微藻液的容器和位于所述容器中的至少一層的沉降采收盤，所述沉降采收盤具有通過結構，在所述容器中設置有與所述通過結構適配的用于刮除沉降在所述沉降采收盤上的微藻泥的刮除結構。采用該裝置采收微藻，可極大提高微藻的沉降率，并使沉降后的微藻易收集，并且收集到的為微藻泥，對于微藻的某些加工領域，省去了除去濃縮微藻液中的水的后續操作，可直接對微藻泥加以利用。