鹽藻細胞的培養(yǎng)和采收研究

鹽藻細胞的培養(yǎng)和采收研究

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1、北京化工大學碩士學位論文鹽藻細胞的培養(yǎng)和采收研究姓名:鄭毅申請學位級別:碩士專業(yè):環(huán)境工程指導教師:馬潤宇2003.4.1鹽藻細胞的培養(yǎng)和采收研究摘要鹽藻(DunaliellaSalh'a)是一種高度耐鹽的單細胞綠藻,是食品、醫(yī)藥保健、化工和養(yǎng)殖業(yè)中具有獨特經(jīng)濟價值的微藻。目前鹽藻主要用于生產(chǎn)天然B一胡蘿b素。在許多國家,鹽藻細胞的養(yǎng)殖已經(jīng)實現(xiàn)大面積培養(yǎng),形成了較大規(guī)模的微藻產(chǎn)業(yè)。目前生產(chǎn)上采用開放式跑道池培養(yǎng),鹽藻細胞的培養(yǎng)濃度比較低,通常為(4.5)×105個/mL,且細胞的形體微小,一般為14

2、×229m左右;藻體密度與水相近,因而細胞的采收較為困難。傳統(tǒng)的固液分離手段都具有一定的局限。如絮凝沉淀法會污染產(chǎn)品、過濾法分離效率低等。目前工業(yè)上主要采用高速離心法,但它能耗高、并且會導致藻細胞破碎。針對現(xiàn)狀,本文詳細研究了鹽藻細胞在不加化學絮凝劑條件下的批次泡載和氣浮采收方法,為工業(yè)規(guī)模采收提供一定價值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(在批次泡載采收中,主要研究了載氣流率、pH值、藻液進料濃度、L———j'一分布板平均孔徑、破碎鹽藻細胞濃度等5個因素對泡載采收性能(包括采收率和濃縮倍數(shù))的影響。結(jié)果表明:采收性能隨

3、載氣流率、pH值、藻液進料濃度、破碎鹽藻細胞濃度變化均出現(xiàn)峰值,表現(xiàn)出Lorentz相關(guān)性或Guass相關(guān)性,而分布板平均孔徑對采收性能的影響則表現(xiàn)出指數(shù)衰減相關(guān)性。依此建立起來的過程數(shù)學模型與實驗結(jié)果吻合的很好。在批次氣浮采收中,操作條件如藻液的pH值、水料體積比、進水速度、溶氣壓力、溶氣時間等均對氣浮采收性能有很大影響。采收性能對如藻液的pH值、進水速度有峰值,呈Lorentz相關(guān)性;對水料體積比、溶氣壓力、溶氣時間等3個影響因素呈負指數(shù)增長相關(guān)性。依此建立起來的過程數(shù)學模型與實驗結(jié)果吻合的很好

4、。本文還研究了pH對鹽藻細胞的疏水性和Zeta電位的影響,初步揭示了pH值對鹽藻細胞絮凝作用的微觀機理。說明利用改變pH值的方進行絮凝是可行的吖關(guān)鍵詞鹽藻細胞,泡載分離,氣浮分離,疏水性,Zeta電位STUDlESONCULTUREANDHARVEST\NGOFDU~AL

5、ELLASAL/NACELLSABSTRACTDunaliellaSalinaisaunicellularspeciesofgreenalganotedforitshalotolerance.It’Savaluablemircoa

6、lgainmanyfields,includingfood,healthcare,chemicalengineering,andculture.Currently,it’Smainlyusedtoproducenatural3-carotinforcommerce.Inmanycountries,thecultureofithasbecomealarge—scalemicroalgaindustry.Theculturemethodistheopenracetrackpoolbuttheconcen

7、trationofDunaliellaSalinaisverylowwhichisusually(4-5)×105cells/mL,underthiscondition.Also,becauseitsbodysizeisrathersmall(about14×229m)anditsdensityissimilartowater’S,theharvestingofitisdifficult.Therearesomeshortcomingsintraditionalseparationmethodsbe

8、tweensolidandliquid.Forinstanceflocculation—precipitationcouldpollutetheproductionandtheefficiencyoffiltrationseparationwouldbemuchtoolow.Todaycentrifugationisthemostfrequentlyadoptedmethodforcellsharvestinginthebig—scalecultivationofDunaliellaSalina.B

9、uttheenergycostisratherhighandcebrokenisinevitableduringcentrifugation,whichisdisbeneficialtothedown—streamprocess.Accordingtoactualities,harvestingmethods,suchasfoamseparationanddissolvedairflotationwithoutflocculatingagentwerestudieda

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