小球藻浮珠浮選采收技術(shù)及相界面間物理化學(xué)作用機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-11 04:50
隨著人民生活水平的不斷提高,人們對(duì)可再生能源、綠色食品與藥品等工業(yè)及日用產(chǎn)品的消耗及品質(zhì)要求也越來(lái)越高。但是,生產(chǎn)這些產(chǎn)品的原材料(如傳統(tǒng)化石能源、農(nóng)作物)受到資源的限制而供應(yīng)量日趨緊張。微藻生物基材料作為一種潛在的原材料,因其生產(chǎn)成本低,培養(yǎng)條件要求不高,而得到廣泛的關(guān)注。然而,采收困難成為了制約微藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸,傳統(tǒng)的浮選采收技術(shù)普遍存在采收成本高、能耗過(guò)高的問(wèn)題。因此,開(kāi)發(fā)一種新型的微藻采收技術(shù),對(duì)促進(jìn)微藻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。本文提出并發(fā)展了一組新型的微藻無(wú)泡浮選采收技術(shù),以小球藻為研究對(duì)象,借助響應(yīng)面優(yōu)化法系統(tǒng)考察了新技術(shù)中各種因素對(duì)于小球藻采收率的影響,并結(jié)合表面能測(cè)試與界面相互作用的XDLVO理論(extended Derjaguin-Laudau-Verwey-Overbeek)對(duì)浮珠與小球藻之間的相界面物理化學(xué)作用機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)探討。主要研究?jī)?nèi)容及取得的主要成果如下:1)以空心硅硼酸鈉微珠作為載體代替?zhèn)鹘y(tǒng)氣浮法的氣泡,發(fā)展了一種新型的無(wú)泡浮選采收技術(shù)----浮珠浮選技術(shù),通過(guò)對(duì)比硅硼酸鈉、粉煤灰、空心玻璃珠、乳膠顆粒四種材料的浮珠,發(fā)現(xiàn)硅硼酸鈉的疏水性更...
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:160 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
常見(jiàn)微藻種類Fig.1-1Commonmicroalgaespecies
可分為球形、線形、菱形以及其他不規(guī)則的形狀。根據(jù)種屬主要可分為四個(gè)門(mén)類:1)藍(lán)藻門(mén),藍(lán)藻是地球上最古老的物種之一。藍(lán)藻是一種結(jié)構(gòu)上接近細(xì)菌的原核生物,已知的大約有 2000 種,代表藻種有魚(yú)腥藻、螺旋藻等;2)綠藻門(mén),是一種分布極為廣泛的微藻,以淡水藻為主,已知大約有 8500 種,代表藻種有小球藻、衣藻等; 3)紅藻門(mén),以海洋微藻為主,已知的大約有 4500 種,代表藻種有紫球藻等;4)金藻門(mén),是一種具有復(fù)雜的色素系統(tǒng)微藻種屬,主要分布在淡水中,已知的大約有 1000 種,代表藻種有等鞭金藻等。與其他生物相比,微藻具有如下特點(diǎn):1)具有較強(qiáng)的固定 CO2能力:與陸生植物相比,微藻中光合色素含量占其干重的2.5%,是陸生植物的 50 倍,且微藻的光和色素分布于整個(gè)細(xì)胞,整個(gè)細(xì)胞就是一個(gè)光合反應(yīng)器,有利于光合產(chǎn)物的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)。與其他常見(jiàn)的具有固定 CO2能力的微生物相比,微藻也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。圖 1-2 為微藻與微生物能力的對(duì)比,可以看出,單一的光合作用過(guò)程中,微藻固定 CO2量是其余三種菌的三倍。
小球藻(Chlorella)是一種古老的生物,出現(xiàn)在 20 多億年前,也是目前微藻方面的科學(xué)研究以及工業(yè)化生產(chǎn)最常見(jiàn)的一種微藻[5,6],屬綠藻門(mén)(Chlorophyta)綠藻綱(Chlorococcales)小球藻科(Chlorellales)小球藻屬的一種單細(xì)胞生物。得益于 1890 年,荷蘭微生物學(xué)家 Beijerinck 的發(fā)現(xiàn)和分離培養(yǎng),才使這種個(gè)體微小,效用頗高的微小藻種走進(jìn)人們的視野。在第一、二次世界大戰(zhàn)期間,德國(guó)曾嘗試研究培育小球藻為食物,戰(zhàn)后,此研究轉(zhuǎn)移至美國(guó)斯坦福研究中心和卡內(nèi)基中心。圖 1-3 為小球藻在顯微鏡下的形態(tài)圖?梢钥闯,小球藻在自然生長(zhǎng)狀態(tài)下為飽滿綠色的球形,直徑通常在 3~8μm,是一種光能自養(yǎng)型的單細(xì)胞生物,也會(huì)出現(xiàn)多細(xì)胞聚集生長(zhǎng)和異養(yǎng)。這是由于小球藻含有高等植物具有的類囊體,里面包含葉綠素以及光合作用必需的酶[7],均勻分散在培養(yǎng)液中。小球藻富含葉綠素 a 和葉綠素 b[8,9],其含量可以達(dá)到藻細(xì)胞干重的 4%~6%[10]。(a) (b)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]酶法提取小球藻藻渣多糖研究[J]. 劉啟順,陳瑋,左楊,吳樹(shù)麗,譚海東,曹旭鵬,張付云,尹恒. 水產(chǎn)科學(xué). 2018(01)
[2]能源微藻表面特性對(duì)其氣浮采收效率的影響[J]. 沈洲,文豪,任香螢,劉珺,楊利偉,李彥鵬. 過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]小球藻在食品中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 王寶貝,蔡舒琳,李麗婷,戴聰杰,盧英華. 食品工業(yè)科技. 2017(17)
[4]疏水性對(duì)小球藻氣浮采收效率影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張文君,沈洲,黃佳,劉珺,李彥鵬. 可再生能源. 2017(02)
[5]固化菌藻系統(tǒng)處理養(yǎng)殖廢水中氨氮的研究[J]. 周鳴,湯紅妍,賈曉平,苗娟,朱書(shū)法. 工業(yè)水處理. 2016(08)
[6]納米氫氧化鋁-聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑對(duì)鎘離子的吸附研究[J]. 粟燕,劉人源,陳振玲. 離子交換與吸附. 2016(04)
[7]兩種計(jì)數(shù)板在藻類定量中的比較研究[J]. 周緒申,孟憲智,王迎,李偉. 水利技術(shù)監(jiān)督. 2016(04)
[8]白云石礦物對(duì)水溶液中Cu2+、Pb2+吸附的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)[J]. 倪浩,李義連,崔瑞萍,逯雨,楊國(guó)棟. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(06)
[9]腰果蛋白的提取及功能特性研究[J]. 葉婧,曾育蒙,王秀麗,李建平. 食品研究與開(kāi)發(fā). 2016(06)
[10]螺旋藻藻藍(lán)蛋白提取純化方法研究進(jìn)展[J]. 付麗麗,那日,郭久峰,金晶. 生物技術(shù)通報(bào). 2016(01)
博士論文
[1]多組分廢舊塑料的浮選分離及浮選藥劑的作用機(jī)理研究[D]. 趙鉞.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[2]再生資源的物理化學(xué)分選塑料浮選體系中的界面相互作用[D]. 王暉.中南大學(xué) 2007
碩士論文
[1]分子動(dòng)力學(xué)研究蛋白質(zhì)的吸附行為[D]. 賀存學(xué).山東大學(xué) 2017
[2]能源微藻的培養(yǎng)及其氣浮浮選研究[D]. 黃佳.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[3]辣木提取液對(duì)水中顆粒物去除效果及其應(yīng)用研究[D]. 方曉敏.浙江大學(xué) 2016
[4]兩株綠藻類胡蘿卜素羥化酶基因的克隆和表達(dá)分析[D]. 于曉娜.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]微藻油脂制備生物柴油研究[D]. 齊沛沛.南京林業(yè)大學(xué) 2008
[6]普通小球藻對(duì)味精廢水的凈化及其資源化研究[D]. 殷國(guó)梁.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3075887
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:160 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
常見(jiàn)微藻種類Fig.1-1Commonmicroalgaespecies
可分為球形、線形、菱形以及其他不規(guī)則的形狀。根據(jù)種屬主要可分為四個(gè)門(mén)類:1)藍(lán)藻門(mén),藍(lán)藻是地球上最古老的物種之一。藍(lán)藻是一種結(jié)構(gòu)上接近細(xì)菌的原核生物,已知的大約有 2000 種,代表藻種有魚(yú)腥藻、螺旋藻等;2)綠藻門(mén),是一種分布極為廣泛的微藻,以淡水藻為主,已知大約有 8500 種,代表藻種有小球藻、衣藻等; 3)紅藻門(mén),以海洋微藻為主,已知的大約有 4500 種,代表藻種有紫球藻等;4)金藻門(mén),是一種具有復(fù)雜的色素系統(tǒng)微藻種屬,主要分布在淡水中,已知的大約有 1000 種,代表藻種有等鞭金藻等。與其他生物相比,微藻具有如下特點(diǎn):1)具有較強(qiáng)的固定 CO2能力:與陸生植物相比,微藻中光合色素含量占其干重的2.5%,是陸生植物的 50 倍,且微藻的光和色素分布于整個(gè)細(xì)胞,整個(gè)細(xì)胞就是一個(gè)光合反應(yīng)器,有利于光合產(chǎn)物的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)。與其他常見(jiàn)的具有固定 CO2能力的微生物相比,微藻也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。圖 1-2 為微藻與微生物能力的對(duì)比,可以看出,單一的光合作用過(guò)程中,微藻固定 CO2量是其余三種菌的三倍。
小球藻(Chlorella)是一種古老的生物,出現(xiàn)在 20 多億年前,也是目前微藻方面的科學(xué)研究以及工業(yè)化生產(chǎn)最常見(jiàn)的一種微藻[5,6],屬綠藻門(mén)(Chlorophyta)綠藻綱(Chlorococcales)小球藻科(Chlorellales)小球藻屬的一種單細(xì)胞生物。得益于 1890 年,荷蘭微生物學(xué)家 Beijerinck 的發(fā)現(xiàn)和分離培養(yǎng),才使這種個(gè)體微小,效用頗高的微小藻種走進(jìn)人們的視野。在第一、二次世界大戰(zhàn)期間,德國(guó)曾嘗試研究培育小球藻為食物,戰(zhàn)后,此研究轉(zhuǎn)移至美國(guó)斯坦福研究中心和卡內(nèi)基中心。圖 1-3 為小球藻在顯微鏡下的形態(tài)圖?梢钥闯,小球藻在自然生長(zhǎng)狀態(tài)下為飽滿綠色的球形,直徑通常在 3~8μm,是一種光能自養(yǎng)型的單細(xì)胞生物,也會(huì)出現(xiàn)多細(xì)胞聚集生長(zhǎng)和異養(yǎng)。這是由于小球藻含有高等植物具有的類囊體,里面包含葉綠素以及光合作用必需的酶[7],均勻分散在培養(yǎng)液中。小球藻富含葉綠素 a 和葉綠素 b[8,9],其含量可以達(dá)到藻細(xì)胞干重的 4%~6%[10]。(a) (b)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]酶法提取小球藻藻渣多糖研究[J]. 劉啟順,陳瑋,左楊,吳樹(shù)麗,譚海東,曹旭鵬,張付云,尹恒. 水產(chǎn)科學(xué). 2018(01)
[2]能源微藻表面特性對(duì)其氣浮采收效率的影響[J]. 沈洲,文豪,任香螢,劉珺,楊利偉,李彥鵬. 過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]小球藻在食品中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 王寶貝,蔡舒琳,李麗婷,戴聰杰,盧英華. 食品工業(yè)科技. 2017(17)
[4]疏水性對(duì)小球藻氣浮采收效率影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張文君,沈洲,黃佳,劉珺,李彥鵬. 可再生能源. 2017(02)
[5]固化菌藻系統(tǒng)處理養(yǎng)殖廢水中氨氮的研究[J]. 周鳴,湯紅妍,賈曉平,苗娟,朱書(shū)法. 工業(yè)水處理. 2016(08)
[6]納米氫氧化鋁-聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑對(duì)鎘離子的吸附研究[J]. 粟燕,劉人源,陳振玲. 離子交換與吸附. 2016(04)
[7]兩種計(jì)數(shù)板在藻類定量中的比較研究[J]. 周緒申,孟憲智,王迎,李偉. 水利技術(shù)監(jiān)督. 2016(04)
[8]白云石礦物對(duì)水溶液中Cu2+、Pb2+吸附的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)[J]. 倪浩,李義連,崔瑞萍,逯雨,楊國(guó)棟. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(06)
[9]腰果蛋白的提取及功能特性研究[J]. 葉婧,曾育蒙,王秀麗,李建平. 食品研究與開(kāi)發(fā). 2016(06)
[10]螺旋藻藻藍(lán)蛋白提取純化方法研究進(jìn)展[J]. 付麗麗,那日,郭久峰,金晶. 生物技術(shù)通報(bào). 2016(01)
博士論文
[1]多組分廢舊塑料的浮選分離及浮選藥劑的作用機(jī)理研究[D]. 趙鉞.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[2]再生資源的物理化學(xué)分選塑料浮選體系中的界面相互作用[D]. 王暉.中南大學(xué) 2007
碩士論文
[1]分子動(dòng)力學(xué)研究蛋白質(zhì)的吸附行為[D]. 賀存學(xué).山東大學(xué) 2017
[2]能源微藻的培養(yǎng)及其氣浮浮選研究[D]. 黃佳.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[3]辣木提取液對(duì)水中顆粒物去除效果及其應(yīng)用研究[D]. 方曉敏.浙江大學(xué) 2016
[4]兩株綠藻類胡蘿卜素羥化酶基因的克隆和表達(dá)分析[D]. 于曉娜.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]微藻油脂制備生物柴油研究[D]. 齊沛沛.南京林業(yè)大學(xué) 2008
[6]普通小球藻對(duì)味精廢水的凈化及其資源化研究[D]. 殷國(guó)梁.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3075887
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