[发明专利]一种杜氏盐藻工业化生产采收方法

说明书

本发明公开一种杜氏盐藻工业化生产采收方法，包括：确定进料泵类型与膜浓缩系统所用滤膜的种类与孔径大小；测试所用膜浓缩装置所能承受的最大压力，确定膜浓缩工艺采收杜氏盐藻的最适进料速率与最佳浓缩倍数；确定不同进料速率与浓缩倍数下膜浓缩采收杜氏盐藻工艺的采收效率；确定离心机二次浓缩工艺离心机转速的范围；确定膜浓缩装置的清洗方法。与传统采收杜氏盐藻的方法相比，本发明显著提高了藻细胞的采收效率，降低了杜氏盐藻细胞在采收过程中的破碎率，在不影响藻粉产量与质量的前提下增加单位时间的处理量，使藻细胞的采收过程更容易控制，同时降低了微藻养殖企业的生产成本，可作为杜氏盐藻采收工艺推广使用，有利于微藻产业的长期发展。

技术领域

本发明涉及一种杜氏盐藻工业化生产采收方法，具体涉及一种膜浓缩技术采收杜氏盐藻的方法。

背景技术

杜氏盐藻，绿藻门，真绿藻纲，团藻目，盐藻科，是杜氏藻中具有代表性的藻种，是一种嗜盐的单细胞真核藻类，是到现在为止发现最耐盐和嗜盐的生物之一，杜氏盐藻无细胞壁结构，受外界渗透压变化的刺激使其细胞长度的可变范围为2-29 μm，宽度可变范围为1-15 μm。杜氏盐藻在胁迫条件下，可积累大量类胡萝卜素，其中β-胡萝卜素含量最多，最高可占其干重的14%。β-胡萝卜素属四萜类化合物，是维生素A的前体，具有很强的清除氧自由基的功能，能防治癌症、肿瘤和心血管疾病以及老年性痴呆和白内障等与年龄有关的退化性疾病，因此可作为添加剂用于食品行业与化妆品行业。同时，β-胡萝卜素是一种重要的保健品，广泛存在于各类保健食品与药物中。目前从盐藻中提取出来的胡萝卜素已经制成多种应用于抗辐射、保护视力、缓解眼疲劳的营养物质。杜氏盐藻具有很高的市场价值，养殖杜氏盐藻生产企业也越来越多。

目前国内杜氏盐藻养殖企业所用的采收工艺大部分为离心分离法。在微藻分离中自动卸渣的碟式离心分离机应用较多，该种分离机易于操作，并能连续工作；由于杜氏盐藻细胞具有鞭毛，没有细胞壁，在离心分离采收过程中，杜氏盐藻细胞受高剪切力的影响，容易破碎，鞭毛容易脱落，而完整性被破坏的细胞在管式离心机与蝶式离心机中很难富集，这就会直接导致藻细胞采收效率较低；同时，破碎的藻细胞在离心后回水到养殖跑道池中，由于色素外漏，导致藻液颜色加深，不利于藻液中正常藻细胞的光合作用；另外，管式离心机或蝶式离心机价格昂贵，能耗较高，处理效率较低，普通的管式离心机每小时每台只能处理1m³体积的藻液，这会使杜氏盐藻采收工艺成本大大提高，因此，杜氏盐藻养殖企业迫切需求找到一种效果更好、能耗更低、效率更高的采收工艺。

发明内容

本发明的意义在于提供一种杜氏盐藻工业化生产采收方法；膜浓缩工艺的作用原理为，在水压的作用下，滤膜允许H₂O和无机盐等通过，但会截留悬浮物，细菌，及藻细胞等物质，截留作用使藻细胞被限制在滤膜表面，随着藻液不断被泵入膜系统，截留物会越积越多，从而可以不断排到特定的容器中，而通过的水分子与溶解在水分子中的无机物可排入跑道池中，达到循环再利用的目的；在膜浓缩的基础上进行离心机二次浓缩，可进一步增加藻液的浓缩倍数，使浓缩效果更好，更便于对藻泥进行下游处理；与企业所用传统离心分离法相比，本发明所述方法中的膜浓缩工艺具有连续处理量大，操作容易控制，采收效率高，能耗低，回水不影响跑道池中正常藻细胞生长等特点，而该工艺对杜氏盐藻细胞损伤程度极小，就有利于进行离心机二次浓缩；因此大大降低了杜氏盐藻养殖企业采收工艺消耗的时间和成本，在不影响藻粉质量与产量的前提下大幅度提高细胞采收效率，使企业经济效益增长明显，对于杜氏盐藻养殖业的发展意义重大。为达到上述目的，本发明采用的技术方案主要分为以下五部分。

一种杜氏盐藻工业化生产采收方法，包括以下步骤：

第一部分：确定进料泵类型与膜浓缩系统所用滤膜的种类与孔径大小；

第二部分：确定膜浓缩工艺采收杜氏盐藻的最适进料速率与最佳浓缩倍数；具体操作步骤为：首先测试所用膜浓缩装置所能承受的压力范围；然后根据膜浓缩装置所能承受的最大压力，确定进料速率范围以及在不同的进料速率下，将藻液分别浓缩至不同倍数后杜氏盐藻细胞的破碎率，破碎率计算过程如下：