小球藻浮珠浮选采收技术及相界面间物理化学作用机理研究
发布时间：2021-03-11 04:50
随着人民生活水平的不断提高,人们对可再生能源、绿色食品与药品等工业及日用产品的消耗及品质要求也越来越高。但是,生产这些产品的原材料（如传统化石能源、农作物）受到资源的限制而供应量日趋紧张。微藻生物基材料作为一种潜在的原材料,因其生产成本低,培养条件要求不高,而得到广泛的关注。然而,采收困难成为了制约微藻产业发展的主要瓶颈,传统的浮选采收技术普遍存在采收成本高、能耗过高的问题。因此,开发一种新型的微藻采收技术,对促进微藻产业的发展具有十分重要的意义。本文提出并发展了一组新型的微藻无泡浮选采收技术,以小球藻为研究对象,借助响应面优化法系统考察了新技术中各种因素对于小球藻采收率的影响,并结合表面能测试与界面相互作用的XDLVO理论（extended Derjaguin-Laudau-Verwey-Overbeek）对浮珠与小球藻之间的相界面物理化学作用机理进行了详细探讨。主要研究内容及取得的主要成果如下:1)以空心硅硼酸钠微珠作为载体代替传统气浮法的气泡,发展了一种新型的无泡浮选采收技术----浮珠浮选技术,通过对比硅硼酸钠、粉煤灰、空心玻璃珠、乳胶颗粒四种材料的浮珠,发现硅硼酸钠的疏水性更...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
常见微藻种类Fig.1-1Commonmicroalgaespecies
可分为球形、线形、菱形以及其他不规则的形状。根据种属主要可分为四个门类：1）蓝藻门，蓝藻是地球上最古老的物种之一。蓝藻是一种结构上接近细菌的原核生物，已知的大约有 2000 种，代表藻种有鱼腥藻、螺旋藻等；2）绿藻门，是一种分布极为广泛的微藻，以淡水藻为主，已知大约有 8500 种，代表藻种有小球藻、衣藻等； 3）红藻门，以海洋微藻为主，已知的大约有 4500 种，代表藻种有紫球藻等；4）金藻门，是一种具有复杂的色素系统微藻种属，主要分布在淡水中，已知的大约有 1000 种，代表藻种有等鞭金藻等。与其他生物相比，微藻具有如下特点：1）具有较强的固定 CO2能力：与陆生植物相比，微藻中光合色素含量占其干重的2.5%，是陆生植物的 50 倍，且微藻的光和色素分布于整个细胞，整个细胞就是一个光合反应器，有利于光合产物的合成与转运。与其他常见的具有固定 CO2能力的微生物相比，微藻也具有明显的优势。图 1-2 为微藻与微生物能力的对比，可以看出，单一的光合作用过程中，微藻固定 CO2量是其余三种菌的三倍。
小球藻（Chlorella）是一种古老的生物，出现在 20 多亿年前，也是目前微藻方面的科学研究以及工业化生产最常见的一种微藻[5,6]，属绿藻门（Chlorophyta）绿藻纲（Chlorococcales）小球藻科（Chlorellales）小球藻属的一种单细胞生物。得益于 1890 年，荷兰微生物学家 Beijerinck 的发现和分离培养，才使这种个体微小，效用颇高的微小藻种走进人们的视野。在第一、二次世界大战期间，德国曾尝试研究培育小球藻为食物，战后，此研究转移至美国斯坦福研究中心和卡内基中心。图 1-3 为小球藻在显微镜下的形态图。可以看出，小球藻在自然生长状态下为饱满绿色的球形，直径通常在 3~8μm，是一种光能自养型的单细胞生物，也会出现多细胞聚集生长和异养。这是由于小球藻含有高等植物具有的类囊体，里面包含叶绿素以及光合作用必需的酶[7]，均匀分散在培养液中。小球藻富含叶绿素 a 和叶绿素 b[8,9]，其含量可以达到藻细胞干重的 4%~6%[10]。(a) (b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]酶法提取小球藻藻渣多糖研究[J]. 刘启顺,陈玮,左杨,吴树丽,谭海东,曹旭鹏,张付云,尹恒. 水产科学. 2018(01)
[2]能源微藻表面特性对其气浮采收效率的影响[J]. 沈洲,文豪,任香萤,刘珺,杨利伟,李彦鹏. 过程工程学报. 2018(02)
[3]小球藻在食品中的应用研究进展[J]. 王宝贝,蔡舒琳,李丽婷,戴聪杰,卢英华. 食品工业科技. 2017(17)
[4]疏水性对小球藻气浮采收效率影响的实验研究[J]. 张文君,沈洲,黄佳,刘珺,李彦鹏. 可再生能源. 2017(02)
[5]固化菌藻系统处理养殖废水中氨氮的研究[J]. 周鸣,汤红妍,贾晓平,苗娟,朱书法. 工业水处理. 2016(08)
[6]纳米氢氧化铝-聚丙烯酰胺复合絮凝剂对镉离子的吸附研究[J]. 粟燕,刘人源,陈振玲. 离子交换与吸附. 2016(04)
[7]两种计数板在藻类定量中的比较研究[J]. 周绪申,孟宪智,王迎,李伟. 水利技术监督. 2016(04)
[8]白云石矿物对水溶液中Cu2+、Pb2+吸附的动力学和热力学[J]. 倪浩,李义连,崔瑞萍,逯雨,杨国栋. 环境工程学报. 2016(06)
[9]腰果蛋白的提取及功能特性研究[J]. 叶婧,曾育蒙,王秀丽,李建平. 食品研究与开发. 2016(06)
[10]螺旋藻藻蓝蛋白提取纯化方法研究进展[J]. 付丽丽,那日,郭久峰,金晶. 生物技术通报. 2016(01)
博士论文
[1]多组分废旧塑料的浮选分离及浮选药剂的作用机理研究[D]. 赵钺.长安大学 2016
[2]再生资源的物理化学分选塑料浮选体系中的界面相互作用[D]. 王晖.中南大学 2007
硕士论文
[1]分子动力学研究蛋白质的吸附行为[D]. 贺存学.山东大学 2017
[2]能源微藻的培养及其气浮浮选研究[D]. 黄佳.长安大学 2016
[3]辣木提取液对水中颗粒物去除效果及其应用研究[D]. 方晓敏.浙江大学 2016
[4]两株绿藻类胡萝卜素羟化酶基因的克隆和表达分析[D]. 于晓娜.南京农业大学 2014
[5]微藻油脂制备生物柴油研究[D]. 齐沛沛.南京林业大学 2008
[6]普通小球藻对味精废水的净化及其资源化研究[D]. 殷国梁.天津大学 2007
本文编号：3075887
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
常见微藻种类Fig.1-1Commonmicroalgaespecies
可分为球形、线形、菱形以及其他不规则的形状。根据种属主要可分为四个门类：1）蓝藻门，蓝藻是地球上最古老的物种之一。蓝藻是一种结构上接近细菌的原核生物，已知的大约有 2000 种，代表藻种有鱼腥藻、螺旋藻等；2）绿藻门，是一种分布极为广泛的微藻，以淡水藻为主，已知大约有 8500 种，代表藻种有小球藻、衣藻等； 3）红藻门，以海洋微藻为主，已知的大约有 4500 种，代表藻种有紫球藻等；4）金藻门，是一种具有复杂的色素系统微藻种属，主要分布在淡水中，已知的大约有 1000 种，代表藻种有等鞭金藻等。与其他生物相比，微藻具有如下特点：1）具有较强的固定 CO2能力：与陆生植物相比，微藻中光合色素含量占其干重的2.5%，是陆生植物的 50 倍，且微藻的光和色素分布于整个细胞，整个细胞就是一个光合反应器，有利于光合产物的合成与转运。与其他常见的具有固定 CO2能力的微生物相比，微藻也具有明显的优势。图 1-2 为微藻与微生物能力的对比，可以看出，单一的光合作用过程中，微藻固定 CO2量是其余三种菌的三倍。
小球藻（Chlorella）是一种古老的生物，出现在 20 多亿年前，也是目前微藻方面的科学研究以及工业化生产最常见的一种微藻[5,6]，属绿藻门（Chlorophyta）绿藻纲（Chlorococcales）小球藻科（Chlorellales）小球藻属的一种单细胞生物。得益于 1890 年，荷兰微生物学家 Beijerinck 的发现和分离培养，才使这种个体微小，效用颇高的微小藻种走进人们的视野。在第一、二次世界大战期间，德国曾尝试研究培育小球藻为食物，战后，此研究转移至美国斯坦福研究中心和卡内基中心。图 1-3 为小球藻在显微镜下的形态图。可以看出，小球藻在自然生长状态下为饱满绿色的球形，直径通常在 3~8μm，是一种光能自养型的单细胞生物，也会出现多细胞聚集生长和异养。这是由于小球藻含有高等植物具有的类囊体，里面包含叶绿素以及光合作用必需的酶[7]，均匀分散在培养液中。小球藻富含叶绿素 a 和叶绿素 b[8,9]，其含量可以达到藻细胞干重的 4%~6%[10]。(a) (b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]酶法提取小球藻藻渣多糖研究[J]. 刘启顺,陈玮,左杨,吴树丽,谭海东,曹旭鹏,张付云,尹恒. 水产科学. 2018(01)
[2]能源微藻表面特性对其气浮采收效率的影响[J]. 沈洲,文豪,任香萤,刘珺,杨利伟,李彦鹏. 过程工程学报. 2018(02)
[3]小球藻在食品中的应用研究进展[J]. 王宝贝,蔡舒琳,李丽婷,戴聪杰,卢英华. 食品工业科技. 2017(17)
[4]疏水性对小球藻气浮采收效率影响的实验研究[J]. 张文君,沈洲,黄佳,刘珺,李彦鹏. 可再生能源. 2017(02)
[5]固化菌藻系统处理养殖废水中氨氮的研究[J]. 周鸣,汤红妍,贾晓平,苗娟,朱书法. 工业水处理. 2016(08)
[6]纳米氢氧化铝-聚丙烯酰胺复合絮凝剂对镉离子的吸附研究[J]. 粟燕,刘人源,陈振玲. 离子交换与吸附. 2016(04)
[7]两种计数板在藻类定量中的比较研究[J]. 周绪申,孟宪智,王迎,李伟. 水利技术监督. 2016(04)
[8]白云石矿物对水溶液中Cu2+、Pb2+吸附的动力学和热力学[J]. 倪浩,李义连,崔瑞萍,逯雨,杨国栋. 环境工程学报. 2016(06)
[9]腰果蛋白的提取及功能特性研究[J]. 叶婧,曾育蒙,王秀丽,李建平. 食品研究与开发. 2016(06)
[10]螺旋藻藻蓝蛋白提取纯化方法研究进展[J]. 付丽丽,那日,郭久峰,金晶. 生物技术通报. 2016(01)
博士论文
[1]多组分废旧塑料的浮选分离及浮选药剂的作用机理研究[D]. 赵钺.长安大学 2016
[2]再生资源的物理化学分选塑料浮选体系中的界面相互作用[D]. 王晖.中南大学 2007
硕士论文
[1]分子动力学研究蛋白质的吸附行为[D]. 贺存学.山东大学 2017
[2]能源微藻的培养及其气浮浮选研究[D]. 黄佳.长安大学 2016
[3]辣木提取液对水中颗粒物去除效果及其应用研究[D]. 方晓敏.浙江大学 2016
[4]两株绿藻类胡萝卜素羟化酶基因的克隆和表达分析[D]. 于晓娜.南京农业大学 2014
[5]微藻油脂制备生物柴油研究[D]. 齐沛沛.南京林业大学 2008
[6]普通小球藻对味精废水的净化及其资源化研究[D]. 殷国梁.天津大学 2007
本文编号：3075887
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