对于李文彬提到的微藻采集问题问题,林晨还真专门去了解过。
虽然他之前做微藻生长度验证试验的时候,养得微藻并不算多,但同样也是需要采集测量数据和微藻情况的。
所以在等待微藻生长的过程中,他可没少翻看微藻研究,特别是微藻采集工艺研究方面的资料。
也是这时候他才知道,虽然微藻的采收一直是微藻产业的难点,但科学家对采收方式的研究一点都不少。
不过说起来都是通过不同的方式,让微藻絮凝起来,形成比较大的结构后,再进行微藻的收集。
目前市面上技术最成熟的当然还是传统絮凝采集法,其中又分为物理絮凝法和化学絮凝法。
顾名思义,物理絮凝法就是让用浮选、离心、重力沉降、过滤及滤、膜分离等物理方式,让微藻进行絮凝。
而化学方式则是通过添加氯化物(例如氯化铁和氯化铝)、硫酸铝(明矾)、聚合氯化铝等无机物或者聚壳糖、聚丙烯酰胺、纤维素纳米衍生物和阳离子氯化萘(cs)等有机物作为絮凝剂,将微藻絮凝收集。
传统絮凝法的优势是技术手段成熟、絮凝机制清晰、采收效率较高。
但它们缺点也很明显,那就是成本高、能耗高,而且很容易对下游工艺甚至污染水环境。
其中物理絮凝法就是成本高、能耗高的典型代表,不管是离心、过滤及滤,还是膜分离方式,都需要额外增加能耗。
离心机的运行不用说了,过滤及滤是需要外部增加压力,并对介质反复冲洗,膜分离同样存在膜冲洗的问题。
而且最主要的是离心机,以及介质和膜的价格同样不低。
以离心机为例,普通做学生实验的离心机其实不贵,几千块甚至一两千就能买到。
但它的精度和处理度就不用指望了,它们一次能处理几十到数百毫升的物料就不错了,顶了天也就十多升。
可工业生产需要的大型离心机就不同了,处理能力一般从数吨到上百吨每小时不等。
只是它们的价格也十分昂贵,往往需要数十数百万甚至上千万。
而且它们也不是完全对下游工艺没有影响的,比如离心絮凝的话,离心产生的强剪切力就会对微藻的细胞造成损伤,导致收集微藻营养物质的损失。
至于化学絮凝法,同样成本不低,有机絮凝剂就不说的价格就没有便宜的。
无机絮凝剂单价其实倒算不上太高,比如明矾,价格便宜的时候七八百块钱就能买到一吨。
但无机絮凝剂副作用大,影响下游工艺加工啊!
还是以明矾为例,它本身就致癌物质,而且还会影响收集微藻的品质。
氯化物也好不到哪去,会产生不可降解物,污染水源、影响下游工艺,这都是需要额外成本来去除的。
也是因为这样的原因,不管传统絮凝采集法的微藻收集成本一直居高不下,基本能占到总生产成本的2o3o左右。
要知道餐饮行业的原材料成本,也不过就是2o左右而已!
为了获得成本更低,对环境友好且普适性良好的絮凝方式,科学家们纷纷开始了生物絮凝法的研究。
而且他们很快就取得了一下成果,总结出了四种不同的生物絮凝方式,包括微藻自絮凝法、以微藻为介导的微藻生物絮凝、以细菌为介导的微藻生物絮凝和以真菌为介导的微藻生物絮凝。
所以说二十一世纪是生物的世纪并没有错,生物行业确实有着大量有潜力的新研究方向等待着人们挖掘。
至少在后世,在农林作物或者环境生态的相关研究中,解决问题的方案中,基本上都少不了有生物方向的研究。
二十一世纪是生物世纪的说法,其实是对生物科学在整体科学展中的地位和潜力的认可。
只是很多人的理解存在偏差,以为学生物会在二十一世纪有高收入和稳定的就业前景,结果一头扎进生物学科,成了四大天坑中的一员。
而说回生物絮凝法,它们的原理其实也很简单,就是通过微藻自身或者其他微藻、细菌和真菌产生能够让微藻进行絮凝的物质。
例如很多细菌产生的γ-谷氨酸形成的聚γ-谷氨酸就能起到很好的微藻絮凝作用。
但微藻的生物絮凝研究哪怕放在后世,也不过是刚刚起步,只解决了少数一些微藻的高效低成本采集,离能大规模应用还是有着不小的距离的。
原因也很简单,这些研究基本上都还处于实验室研究阶段,实验也验证了它们的高效低成本特性。
但在普适性上就差上一些了,因为实验基本都是在特定ph值以及高微藻浓度条件下,针对特定几种微藻实现的验证。
更多的是验证了某些种类的微藻、真菌、细菌的胞外分泌物eps对特定的一些微藻有不错的絮凝作用。
可不管是如何大规模生产这些eps,还是需要生产的微藻跟这些微藻、真菌、细菌该如何搭配,才能在尽可能不影响微藻生长的情况下,做到更多的絮凝率的研究目前都还没太大的成果。
至少林晨查到的资料是这样的。
没错,藻菌共生也是微藻产业的重要研究方向,但目前的成果更多的还是出产至细菌或真菌对微藻生长的促进方面。
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