盐藻细胞的培养和采收研究

盐藻(DunaliellaSalina)是一种高度耐盐的单细胞绿藻,是食品、医药保健、化工和养殖业中具有独特经济价值的微藻。目前盐藻主要用于生产天然β-胡萝卜素。在许多国家,盐藻细胞的养殖已经实现大面积培养,形成了较大规模的微藻产业。目前生产上采用开放式跑道池培养,盐藻细胞的培养浓度比较低,通常为(4～5)×105个/mL,且细胞的形体微小,一般为14×22μm左右;藻体密度与水相近,因而细胞的采收较为困难。

传统的固液分离手段都具有一定的局限。如絮凝沉淀法会污染产品、过滤法分离效率低等。目前工业上主要采用高速离心法,但它能耗高、并且会导致藻细胞破碎。针对现状,本文详细研究了盐藻细胞在不加化学絮凝剂条件下的批次泡载和气浮采收方法,为工业规模采收提供一定价值的基础数据。在批次泡载采收中,主要研究了载气流率、pH值、藻液进料浓度、分布板平均孔径、破碎盐藻细胞浓度等5个因素对泡载采收性能(包括采收率和浓缩倍数)的影响。结果表明:采收性能随载气流率、pH值、藻液进料浓度、破碎盐藻细胞浓度变化均出现峰值,表现出Lorentz相关性或Guass相关性,而分布板平均孔径对采收性能的影响则表现WP=4出指数衰减相关性。

依此建立起来的过程数学模型与实验结果吻合的很好。在批次气浮采收中,操作条件如藻液的pH值、水料体积比、进水速度、溶气压力、溶气时间等均对气浮采收性能有很大影响。采收性能对如藻液的pH值、进水速度有峰值,呈Lorentz相关性;对水料体积比、溶气压力、溶气时间等3个影响因素呈负指数增长相关性。

依此建立起来的过程数学模型与实验结果吻合的很好。本文还研究了pH对盐藻细胞的疏水性和Zeta电位的影响,初步揭示了pH值对盐藻细胞絮凝作用的微观机理。说明利用改变pH值的方进行絮凝是可行的。

【关键词】：盐藻细胞泡载分离气浮分离疏水性Zeta电位