[發明專利]循環培養微藻的方法和系統

在審

• 申請號: 201810065298.2
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN110066736A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 朱俊英;榮峻峰;宗保寧;李煦;程琳;黃緒耕;周旭華
• 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: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12M1/12;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

本發明涉及微藻培養領域，公開了循環培養微藻的方法和系統。循環培養微藻的方法包括：1)對微藻進行培養，獲得微藻培養液；2)將收獲的微藻培養液在設有膜過濾設備的回路中循環，微藻培養液中的部分液體透過膜過濾設備的濾膜，從而在濾膜兩側分別得到透過液和濃縮的藻液；將透過液回用至步驟1)，濾膜的截留分子量≤30kDa。本發明還公開了循環培養微藻的系統，包括微藻培養單元和用于收集微藻培養單元產生的微藻的微藻采收單元，微藻采收單元包括膜過濾設備，膜過濾設備的透過液輸出口與微藻培養單元的進料口相連從而使輸出的透過液被回用至微藻培養單元，膜過濾設備的濾膜的截留分子量≤30kDa。本發明實現了養殖水體的循環利用。

技術領域

本發明涉及微藻培養領域，具體涉及一種循環培養微藻的方法和系統。

背景技術

“能源”與“環境”是新世紀在可持續發展中人類社會所面臨的重要問題，一方面，支撐人類現代文明的化石能源是不可再生的，因而世界各國在加緊開發替代能源技術；另一方面，人類在加工和使用化石能源時不可避免地產生嚴重的廢氣與污水的排放問題，對氣候和人類的生存環境已經造成了嚴重的影響。這些問題需要有統籌協調的解決方案。

微藻是效率極高的由陽光驅動的“活的化工廠”，通過微藻細胞高效的光合作用，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“替代化石能源和減少工業廢氣排放”的雙重目的。微藻是一類非常原始的生物資源，沒有器官分化，故而具有生長快、產量高、環境適應性強的特點，并且與高等植物相比，它們的脂類、淀粉和蛋白質等有效成分的含量更高。微藻的傳統商業應用包括將它們用作食品添加劑、在農業中的飼料以及水產養殖業和化學工業的原料。此外，某些藻類具備含油量高、易于培養、單位面積產量大、不與農業爭地等優點，被視為新一代的，甚至是唯一能實現替代化石燃料的生物柴油原料。

在微藻養殖過程中，微藻的采收通常采用離心或絮凝方法，但是這樣的方法能耗較高，不利于實現綠色生產。此外，微藻的采收和養殖水體的循環利用是影響微藻循環養殖成敗的關鍵因素，一般情況下，通過離心或絮凝的方式采收微藻后的剩余養殖水體直接回用至微藻培養過程會嚴重影響后續過程中的微藻產量(穩定性較弱)，因此一般難以在確保微藻產量的同時實現養殖水體的循環利用。

利用膜過濾能有效截留水中的微粒、膠體和有機物等，被廣泛地用于食品、輕紡、化工、醫藥和環保電子等行業。但是，一般的膜過濾采用內壓式過濾方式，膜過濾設備在運行一段時間后濾膜容易出現堵塞，需要進行反沖洗，這不僅使過程變得復雜，還會大幅度增加能耗。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的微藻培養能耗高和難以循環利用養殖水體的問題，提供一種能耗降低地循環培養微藻的方法。

本發明的發明人發現，選擇特定截留分子量的濾膜對微藻培養液以連續循環流經濾膜的方式進行膜過濾能夠同時實現養殖水體的循環利用，且相對于常規的離心工藝能耗更低，濾膜也不易堵塞。因此。為了實現上述目的，本發明一方面提供了一種循環培養微藻的方法，該方法包括：

(1)對微藻進行培養，獲得微藻培養液；

(2)將步驟(1)收獲的微藻培養液在設有膜過濾設備的回路中循環，微藻培養液流經膜過濾設備中的濾膜時，微藻培養液中的部分液體透過濾膜，從而在濾膜兩側分別得到透過液和濃縮的藻液；將所述透過液回用至步驟(1)；其中，濾膜的截留分子量≤30kDa。