过程工程所在磁性分离技术采收微藻方面取得进展

随着化石能源的消耗和环境污染破坏问题的严峻,人们急需寻求更清洁的可再生能源,其中以燃料乙醇和生物柴油为代表。微藻被认为是极具前景的用来生产生物柴油的原料。然而,要实现微藻的能源价值,需要将微藻细胞从培养液中分离富集,由于微藻个体微小、浓度低,导致采收处理量大、难度高。磁分离技术由于洁净、节能、高效等优点,它的应用已经渗透到生物和医学等领域,开发用于微藻采收磁性絮凝剂并对采收工艺条件进行优化具有重大意义。

近日,中科院过程工程研究所郭晨研究员的研究团队利用磁性Fe3O4纳米颗粒对微拟球藻进行磁性分离采收,利用磁性Fe3O4纳米颗粒和微藻的静电力吸附作用以及颗粒的纳米效应,在极短的时间内实现了对微藻的高效采收,磁性Fe3O4纳米颗粒的用量少。研究表明,微藻在生长过程中生物量达到最高值时磁性Fe3O4纳米颗粒的吸附能力最大,磁性Fe3O4纳米颗粒对微藻的吸附符合Langmuir吸附,较高温度下有利于采收,同时采收后的微藻培养液可以继续用于微藻的培养。该成果为实现微藻的大规模磁性分离奠定了理论基础。相关研究结果发表在国际杂志Bioresource Technology(2013,138,387-390)上。

该研究得到国家重点基础研究发展计划(Nos。2011CB200905 & 2011CB200903)、国家自然科学基金(No。 21106165)和国家高技术研究发展计划(No。 2012AA021202)资助。

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磁性Fe3O4纳米颗粒采收微藻过程图(A为微藻溶液)
 来源:中国科学院

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