摘要:
随着化石燃料的日益减少和二氧化碳减排的迫切需求,微藻能源产业化技术的开发备受关注.微藻规模化培养是微藻能源产业化中的重要环节,且高油脂产率是能源微藻培养的核心目标.高油脂产率微藻培养工艺优化与放大的研究成为近年来国内外的研究热点,但文献中大多以室内研究为主,即使涉及户外培养其规模也很小.此外,小球藻是淡水能源微藻研究中的主要藻种之一,但以高产油脂为目标的光自养培养工艺优化和放大方面的研究还很少.本研究主要以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为研究对象,基于"异养种子-光自养培养"(HS-PC)这一新模式,考察了昼夜温度、pH值、营养盐浓度、培养模式等条件对油脂产率的影响,并建立了户外小球藻高油脂产率培养工艺.此外,还将户外光自养培养规模从0.35m2塑料盆成功放大到80m2敞开式跑道池.主要研究结果如下:(1)温度对蛋白核小球藻油脂产率的影响连续光照条件下,30°C是蛋白核小球藻细胞生长的最佳温度,细胞密度最高可达1.62g/L.但藻细胞油脂含量在36°C培养时最高,为32.7%,随着温度降低细胞中的油脂含量也会降低.当培养结束时,30°C条件下油脂产率最高,达91.4mg/L/d.光暗周期为12h∶12h的条件下,通过控制白天的培养温度进行培养,发现白天温度为30°C时细胞密度最高,其次是36°C,22°C时的细胞密度最低.培养过程中藻细胞中油脂含量会发生变化,在指数生长期,36°C时的油脂含量最高,其次是30°C,22°C时的油脂含量最低;但在稳定期,36°C和30°C时的油脂含量相近,分别为32.1%和 32.2%.最终,白天温度30°C时蛋白核小球藻油脂产率最高,其次为36°C,22°C最差.此外,在白天温度为30°C条件下控制夜间温度为30°C、20°C和1O°C,发现夜晚温度为30°C时的夜晚藻细胞损失最大,其次是20°C,1O°C时的夜晚细胞损失最小.在实验温度范围内的任何温度下,随着培养的进行,夜晚细胞损失也会逐渐减小.