申请日2014.07.31
公开(公告)日2015.02.18
IPC分类号C12N1/12; C12R1/89; C11B1/00
摘要
本发明公开了一种利用豆制品废水大规模培养微藻的方法，其步骤包括：(1)微藻藻种扩大培养;(2)配制豆制品废水微藻培养基;(3)在豆制品废水微藻培养基中接入藻种，规模化培养微藻;(4)异养培养，使微藻细胞内油脂大量合成并积累;(5)分离回收微藻，提取微藻油脂。本发明利用豆制品废水培养能源微藻，既可以节约大量水资源和营养盐，大大降低微藻的培养成本，又可以有效地去除废水中的COD、TN和TP，实现能源微藻的再生和减排的双效模式，具有较好的产业化应用前景。
权利要求书
1.一种利用豆制品废水大规模培养微藻的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)微藻藻种扩大培养;
(2)配制豆制品废水微藻培养基;
(3)在豆制品废水微藻培养基中接入藻种，规模化培养微藻;
(4)异养培养，使微藻细胞内油脂大量合成并积累;
(5)分离回收微藻，提取微藻油脂。
2.如权利要求1所述的利用豆制品废水大规模培养微藻的方法，其特征在于： 所述步骤(1)中微藻藻种扩大培养方法为，在无菌条件下，挑选保存在平板上 且生长良好的单一微藻藻株接入BG11液体培养基中，维持温度在23～30℃、光 照强度为3000～7000LX、光暗比为14～18:10～6，封闭通气扩大培养，通气量 为80～90L/h，微藻密度达到106～108ind/ml即获得微藻种子液。
3.如权利要求2所述的利用豆制品废水规模化培养微藻的方法，其特征在于： 所述通气是将通入的空气经空气过滤器过滤，过滤掉空气中的微生物细菌。
4.如权利要求1所述的利用豆制品废水大规模培养微藻的方法，其特征在于： 所述步骤(2)中，将豆制品废水首先静置沉淀，然后经过孔径为30～60μm筛绢 过滤去除固形物，然后配成豆制品废水微藻培养基，所述豆制品废水微藻培养 基中含有浓度为50～100mg/L氮元素、5～12mg/L磷元素和8～15mg/L镁元素，调 节pH值为6.5～9。
5.如权利要求1所述的利用豆制品废水大规模培养微藻的方法，其特征在于： 所述步骤(3)中接入藻种与豆制品废水微藻培养基的体积百分比为5%～25%。
6.如权利要求1所述的利用豆制品废水大规模培养微藻的方法，其特征在于： 所述规模化培养微藻的条件为：每日连续14～18小时持续光照并通入空气培养， pH值为7～9，培养温度为23～30℃，光照强度为3000～7000LX，充气量为70～ 90L/h。
7.如权利要求1所述的利用豆制品废水大规模培养微藻的方法，其特征在于： 所述步骤(4)中异养培养是通过添加葡萄糖后保持其浓度为10g～20g/L，在一 定培养条件下进行培养，促进微藻细胞内油脂的积累，其中培养条件为：温度 23～30℃，光照强度3000～7000LX，光照时间10～14小时/天，pH值为7～9。
8.如权利要求1所述的利用豆制品废水大规模培养微藻的方法，其特征在于： 所述步骤(5)中是通过离心收集微藻，冷冻干燥后采用索氏提取器提取微藻油 脂。
9.如权利要求1所述的利用豆制品废水大规模培养微藻的方法，其特征在于： 所述微藻为小球藻或硅藻。
说明书
一种利用豆制品废水大规模培养微藻的方法
技术领域
本发明涉及微生物培养技术领域，具体涉及一种利用豆制品废水大规模培 养微藻的方法。
背景技术
当今全球能源消耗大约1.3×108KW，预计2050年全球能源需求将达到 2.6×108KW，其中大部分来源于化石资源，全球石化能源短缺问题越来越严重， 生物质能源作为一种可持续的绿色能源形式，受到世界范围内的广泛关注【刘 玉环,阮榕生,孔庆学.利用市政废水和火电厂烟道气大规模培养高油微藻[J].生物 加工过程,2008,56(3):29-33.】。
生物质能源是地球上最普遍的一种可再生能源，它是通过植物光合作用， 将太阳能以化学能的形式贮存在生物体内的一种能量形式，被称为绿色能源。 其中，微藻具有种类多样、生物产量高、生长繁殖快、生长周期短和自身合成 油脂能力强等特点【Mata T M,Martins A A,Caetano N S.Microalgae for biodiesel production and other applications:a review[J].Renew Sustain Energy Rev,2010,14(1):217-232.】，并且在增殖过程中大量吸收温室气体CO2，是制备生 物质能源的良好材料。因此，微藻是一种极有前景的生物柴油可再生原料，微 藻生物柴油产业化技术开发已成为近年来国内外生物能源领域及CO2减排领域 的研究热点。
尽管微藻生物柴油有诸多优势，但在微藻生物柴油的实际生产中也存在着 诸多问题，其中微藻生物柴油产业化生产的最大瓶颈是成本高，其中原料成本 占总成本的75%【Pienkos P T,Darzins A.The promise and challenges of microalgal-derived biofuels[J].Biofuels Bioproducts&Biorefining-Biofpr, 2009,3(4):431-440】，因此，降低规模化培养微藻的成本是降低微藻生物柴油生 产成本的关键。
发明内容
为克服上述技术缺陷，降低成产成本，本发明提供了一种利用豆制品废水 培养微藻的方法。
本发明的技术方案如下：一种利用豆制品废水大规模培养微藻的方法，其 特征在于包括如下步骤：
(1)微藻藻种扩大培养;
(2)配制豆制品废水微藻培养基;
(3)在豆制品废水微藻培养基中接入藻种，规模化培养微藻;
(4)异养培养，使微藻细胞内油脂大量合成并积累;
(5)分离回收微藻，提取微藻油脂。
所述步骤(1)中微藻藻种扩大培养方法为，在无菌条件下，挑选保存在平 板上且生长良好的单一微藻藻株接入BG11液体培养基中，维持温度在23～30℃、 光照强度为3000～7000LX、光暗比为14～18:10～6，封闭通气扩大培养，通气 量为80～90L/h，微藻密度达到106～108ind/ml即获得微藻种子液。所述 Blue-Green Medium(BG11)培养基的配制方法如下：
所述通气为将通入的空气经空气过滤器过滤，过滤空气中的微生物细菌， 保证空气无细菌影响。
所述步骤(2)中，将豆制品废水首先静置沉淀，然后经过孔径为30～60μm 筛绢过滤去除固形物，然后配成豆制品废水微藻培养基，所述豆制品废水微藻 培养基中含有50～100mg/L氮元素、5～12mg/L磷元素和8～15mg/L镁元素，调解 pH值为6.5～9。
所述步骤(3)中接入藻种与豆制品废水微藻培养基的体积百分比为 5%～25%;大规模培养微藻的条件为：每日连续14～18小时持续光照并通入空气 培养，pH值为7～9，培养温度为23～30℃，光照强度为3000～7000LX，充气量 为70～90L/h。
所述步骤(4)中异养培养是通过添加葡萄糖后其维持浓度为10g～20g/L， 在一定培养条件下进行培养，促进微藻细胞内油脂的积累，其中培养条件为： 温度23～30℃，光照强度3000～7000LX，光照时间10～14小时/天，pH值为7～9。
所述步骤(5)中离心收集微藻，冷冻干燥后采用索氏提取器提取微藻油脂。
所述微藻为小球藻、硅藻。
本发明的有益效果为：本发明利用以废治废的创新理念，利用豆制品废水 培养能源微藻用于生产生物柴油，本发明为降低微藻生物柴油产业化生产成本 提供一种新的技术途径，可以产生巨大的经济效益和额外的生态效益。该方法 易行，操作简便，一方面节约大量水资源和营养盐，大大降低微藻规模化培养 的成本，另一方面微藻培养可以转移污水中的N和P而净化废水，有助于避免 河流与湖泊的富营养化的危害，实现废水的资源化利用。