微藻絮凝采收技术研究进展

当前,能源危机和环境污染的双重压力严重制约着经济发展,开发清洁可再生型生物燃料显得尤为重要.微藻具有易繁殖、富含脂质、不与农作物争地等特点,被认为是极具前景的生物燃料,但微藻采收的高成本是藻类工业化的主要瓶颈.絮凝法是收获微藻生物质高效和优选的方法.该文简述了目前已使用的一些微藻絮凝采收方法,比较了化学絮凝、生物絮凝和物理絮凝等方法的收获效率、能耗及技术可行性,分析了各种方法的絮凝机理和影响因素,旨在为选择适宜的微藻采收方法提供参考.     

微藻规模化采收工艺设计

微藻是一类个体微小的藻类,由于微藻养殖密度较低,决定其采收难度较大。对于工业化大规模的微藻养殖,最常采用工业分离机进行收集。本文介绍了微藻规模化采收现状,并从势能运用、预处理、分离设备选型等方面分析微藻规模化采收工艺设计,以期为提高微藻工业化大规模采收效率提供参考。     

碱法絮凝采收聚球藻7002的研究

[目的]探究碱法絮凝采收聚球藻7002的效果和机制。[方法]通过研究不同pH、沉降时间和藻细胞浓度对絮凝效果的影响,确定碱法絮凝聚球藻7002的最佳条件,通过检测藻体Zeta电位和藻体沉淀中Ca~(2+)和Mg~(2+)的浓度,分析碱法絮凝收集聚球藻7002的机制,并根据采收的藻细胞的生长情况,评估碱絮凝方法的安全性。[结果]碱法絮凝采收聚球藻7002的最佳pH和沉降时间分别为10.5和120 min,采收过程不受藻细胞浓度的影响。当絮凝pH为10.5时,藻体Zeta电位(绝对值)最低,Mg(OH)_2沉淀大量形成,并通过正负电荷中和作用诱导藻细胞絮凝。此外,pH 10.5的絮凝条件不会对藻细胞的生理活性产生明显影响。[结论]该试验得到了一种经济高效采收聚球藻7002的方法。     

壳聚糖絮凝微藻富集的研究进展

壳聚糖是一种天然碱性多糖,作为絮凝剂能够有效地富集微藻。可与藻类一起,在生物医药、保健食品、生物饲料、生物柴油和乙醇燃料等方面有很好的利用价值。通过与无机颗粒材料和碱液复合使用,可以很好地提高絮凝效率。对其絮凝机理与效果的研究进展进行了综述。     

微藻生物质采收方法的经济性和效率研究进展

大规模微藻养殖中,生物质采收是一个重要环节,约占生产成本的20％～30％.其关键技术是将微米级的藻细胞从含水率超过99％的原液中有效分离出来.因此,生物质回收率、收获后藻体的含水量、处理速率、成本等因素是评价微藻生物质采收方法优劣的重要指标.从特点、效率、经济性和适用范围几个方面综述了絮凝、离心、过滤、气浮和沉降5种常用的微藻收获方法.     

絮凝沉降法采收小球藻的研究

考察了明矾、硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁、壳聚糖6种常用絮凝剂对小球藻(Chlorella vulgaris)细胞采收的效果,并研究了p H对絮凝采收效果的影响。结果表明,三氯化铁和明矾的絮凝效果较好,当絮凝剂浓度分别为0.6、1.6 g/L时,小球藻细胞采收率分别达到98.3%和98.2%。p H对小球藻细胞最大采收率的影响差异显著,以三氯化铁和明矾为絮凝剂时,p H分别为10和8时为最佳,此时细胞采收率最大。     

鸟粪石沉淀法改善微藻氨絮凝的后续培养

为高效回收氨絮凝后的氨氮并改善其后续培养,研究了鸟粪石沉淀法回收氨氮问题并比较了后续培养中不同营养组分补加对微藻生长的影响。结果表明,鸟粪石沉淀法可解决微藻氨絮凝的氨氮回收问题,回收率达98.8%;N1和N5组的营养添加组合最适合Nannochlropsis oculata的后续培养,N1组微藻的生物量产率、蛋白质含量、类胡萝卜素含量上分别是对照组的1.0、2.1、6.0倍,N5组微藻的生物量产率、蛋白质含量、类胡萝卜素含量上分别是对照组的1.4、1.6、4.7倍。后续培养的藻液仍可利用氨絮凝法沉降采收,其絮凝率在10min内达到90%以上。因此,鸟粪石沉淀法能有效地改善微藻氨絮凝的后续培养。     

壳寡糖及其复合聚合氯化铝絮凝微藻富集的研究

［目的］ 为了找到可以加速微藻富集的合适絮凝剂。［方法］ 制备了壳聚糖的降解产物壳寡糖,用于绿色巴夫藻（Pavlovaviridis Tseng, Chen et Zhang）和小球藻（Chloreiia spp.） 絮凝富集。［结果］ 终浓度为30 mg/L以上的壳寡糖溶液对2种藻类具有显著的促沉降效应。当壳寡糖与6 mg/L聚合氯化铝混合使用时,壳寡糖/聚合氯化铝促沉降效应明显提高。［结论］ 壳寡糖可以用于微藻大规模生产的采收。     

利用微藻处理废水研究进展

废水处理是环境保护中的重要环节,传统废水处理方法有一定的局限性.微藻具有生长速率快、光合速率强、含高价值生物质及可以固定二氧化碳等特点,其可利用废水中的碳、氮、磷等作为营养物质进行生长,利用微藻处理废水是一种经济可行的污水资源化方案.本文从微藻对废水中污染物的利用机制、微藻对不同废水的处理性能、微藻处理废水时所受影响因...     

用响应面法优化小球藻絮凝沉降工艺的研究

以氢氧化钙为絮凝剂,对海水小球藻Chlorella vulgaris絮凝工艺效果进行了试验研究.单因素试验结果表明,当絮凝时间为60～ 80 min、氢氧化钙添加量为0.6～0.8 g/L和藻液pH为8～10时,最有利于小球藻的采收.在单因素试验的基础上,利用响应面法对小球藻的絮凝条件进行了优化,建立了二次回归模型.通过分析得出：各因素对小球藻采收率均有极显著性影响（P＜0.01）,影响次序为氢氧化钙添加量＞絮凝时间＞藻液pH;絮凝时间与藻液pH以及氢氧化钙添加量与藻液pH的交互作用对小球藻采收率均有极显著性影响（P＜0.01）.利用回归方程预测小球藻的最佳絮凝条件,当絮凝时间为77 min、氢氧化钙添加量为0.7 g/L、小球藻液pH为9.3时,小球藻的采收率可达93.9％.     

微藻开发生物质能研究

综述了国内外利用微藻开发生物质能的现状、我国开发微藻生物质能的优势、微藻生物质能研究的历史与进展、利用现代生物技术开发微藻生物质能及利用水华微藻开发生物质能的研究。指出了利用微藻热解产生可再生生物能源的技术是解决目前能源紧张的非常有效的方法。     

猕猴桃采收适期研究

根据猕猴桃果实成熟期间硬度逐渐下降、可溶性固形物含量上升,适期采收的果实软熟后可溶性固形物含量高、风味好等特点,对猕猴桃采收适 期进行了研究。结果表明,秦美品种应从10月上旬起、亚特从10月中旬起、海瓦德从10月15日起采收为宜,同一品种在不同年份采收期存在一定差异;不同地区之间同一品种的采收期也有差异。     

陕滇基地烟叶成熟采收技术优化研究

为建立以内在质量为导向的曲靖基地烟叶成熟采收量化标准,定点分析了不同采收成熟度鲜烟叶的颜色量化参数、烤后烟叶的化学成分和感官品质状况,明确了采收成熟度对烟叶内在品质的影响效应。结果表明：①不同采收成熟度鲜烟叶的颜色量化参数差异明显,随采收成熟度提高,鲜烟叶的明度值L和黄度值b呈梯度上升。②不同采收成熟度烤后烟叶化学成分的差异规律在不同年份和部位间表现一致。采收成熟度由欠熟~成熟,烤后烟叶糖含量上升,蛋白质和游离氨基酸等非烟碱类含氮物质含量下降。③提高烟叶大田采收成熟度对烤后烟叶香气质感的改善作用明显。基地中部烟叶在尚熟~成熟采收,上部烟叶在成熟采收,烤后烟叶的感官评吸质量相对较好。④分别针对中部和上部烟叶,提出了基于颜色参数的烟叶采收成熟度量化判断标准,可在基地烟叶生产中推广应用。     

富油微藻Monoraphidium sp.的分离及其油脂提取工艺研究

[目的]研究富油微藻的分离与筛选,探讨其油脂提取的最佳工艺条件。[方法]采用尼罗红荧光染料对分离自海南淡水水体的微藻进行初筛,得到油脂含量较高的Monoraphidium sp.,采用Bligh-Dyer超声法提取该微藻的油脂.以提取溶剂比例、超声功率、提取温度、提取时间为因子,通过单因子试验研究其对出油率的影响,并通过正交试验优化微藻油脂提取的工艺条件。[结果]Monoraphidiumsp经尼罗红染色后荧光强度高,表明该微藻富含油脂,具有作为能源微藻的潜力。正交试验表明,从Monoraphidium sp.提取油脂的最佳工艺条件为：溶剂氯仿、甲醇和水的比例为10∶10∶9,超声功率600 W、提取温度50℃、提取时间30 min。优化后的工艺条件与未优化的相比,该微藻出油率提高了29.01%。[结论]该研究为快速筛选富油微藻及Monoraphidium sp.的应用提供科学依据。     

基于咬合型末端执行器的柑橘采摘机器人采摘姿态研究

针对采摘机器人视觉系统在复杂自然环境中无法准确提供柑橘果实生长姿态,进而导致采摘成功率下降的问题,基于柑橘采摘机器人咬合型末端执行器提出了一种最佳采摘姿态确定方法。该方法依据末端执行器构型参数,建立其采摘姿态对果实中心位置影响的性能评价函数,并使用该函数计算得到执行器最佳采摘姿态。通过搭建采摘实验平台和设计采摘实验,对计算出的最佳采摘姿态进行验证。实验结果表明,与一般的水平采摘姿态相比,采用最佳采摘姿态评价方法优化后的采摘姿态,在进行柑橘采摘时采摘成功率提高26.32%。     

多种藻类对As(Ⅲ)的耐受性及吸附研究

[目的]筛选到在自然条件下能有效去除水体中砷污染的微藻。[方法]以4种微型绿藻(小球藻Chlorella sp.(zfsaia)、Chlorellaminata、Chlorella vulgaris和羊角月牙藻Selenastrum capricormulum)为材料,选取6个不同浓度的As(III)(0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0mg/L)进行培养处理,以生物量、叶绿素a含量等生理指标研究这4种藻类对砷的耐受性及其吸附情况。[结果]小球藻Chlorella sp.(zf-saia)对砷的毒害有敏感性,当砷浓度超过10 mg/L时,其生长受到抑制,EC50值为17.32 mg/L;当砷浓度在0～20 mg/L范围内,羊角月牙藻Selenastrum capricormulum、小球藻Chlorella minata和Chlorella vulgaris生长不受影响,对砷具有较高的耐受性,24 h后,它们对砷的去除率分别达77.02%、72.18%和81.36%。[结论]该研究表明藻类在治理含砷废水和作为砷污染废水的指示性植物等方面具有良好的应用前景。