第86章 窮有窮辦法!(求追讀)
雖然他之前做微藻生長速度驗證試驗的時候,養得微藻並不算多,但同樣也是需要採集測量數據和微藻情況的。
所以在等待微藻生長的過程中,他可沒少翻看微藻研究,特別是微藻採集工藝研究方面的資料。
也是這時候他才知道,雖然微藻的採收一直是微藻產業的難點,但科學家對採收方式的研究一點都不少。
不過說起來都是通過不同的方式,讓微藻絮凝起來,形成比較大的結構後,再進行微藻的收集。
目前市面上技術最成熟的當然還是傳統絮凝採集法,其中又分爲物理絮凝法和化學絮凝法。
顧名思義,物理絮凝法就是讓用浮選、離心、重力沉降、過濾及超濾、膜分離等物理方式,讓微藻進行絮凝。
而化學方式則是通過添加氯化物(例如氯化鐵和氯化鋁)、硫酸鋁(明礬)、聚合氯化鋁等無機物或者聚殼糖、聚丙烯酰胺、纖維素納米衍生物和陽離子氯化萘(CNCs)等有機物作爲絮凝劑,將微藻絮凝收集。
傳統絮凝法的優勢是技術手段成熟、絮凝機制清晰、採收效率較高。
但它們缺點也很明顯,那就是成本高、能耗高,而且很容易對下游工藝甚至污染水環境。
其中物理絮凝法就是成本高、能耗高的典型代表,不管是離心、過濾及超濾,還是膜分離方式,都需要額外增加能耗。
離心機的運行不用說了,過濾及超濾是需要外部增加壓力,並對介質反覆沖洗,膜分離同樣存在膜沖洗的問題。
而且最主要的是離心機,以及介質和膜的價格同樣不低。
以離心機爲例,普通做學生實驗的離心機其實不貴,幾千塊甚至一兩千就能買到。
但它的精度和處理速度就不用指望了,它們一次能處理幾十到數百毫升的物料就不錯了,頂了天也就十多升。
可工業生產需要的大型離心機就不同了,處理能力一般從數噸到上百噸每小時不等。
只是它們的價格也十分昂貴,往往需要數十數百萬甚至上千萬。
而且它們也不是完全對下游工藝沒有影響的,比如離心絮凝的話,離心產生的強剪切力就會對微藻的細胞造成損傷,導致收集微藻營養物質的損失。
至於化學絮凝法,同樣成本不低,有機絮凝劑就不說的價格就沒有便宜的。
無機絮凝劑單價其實倒算不上太高,比如明礬,價格便宜的時候七八百塊錢就能買到一噸。
但無機絮凝劑副作用大,影響下游工藝加工啊!
還是以明礬爲例,它本身就致癌物質,而且還會影響收集微藻的品質。
氯化物也好不到哪去,會產生不可降解物,污染水源、影響下游工藝,這都是需要額外成本來去除的。
也是因爲這樣的原因,不管傳統絮凝採集法的微藻收集成本一直居高不下,基本能佔到總生產成本的20%~30%左右。
要知道餐飲行業的原材料成本,也不過就是20%左右而已!
爲了獲得成本更低,對環境友好且普適性良好的絮凝方式,科學家們紛紛開始了生物絮凝法的研究。
而且他們很快就取得了一下成果,總結出了四種不同的生物絮凝方式,包括微藻自絮凝法、以微藻爲介導的微藻生物絮凝、以細菌爲介導的微藻生物絮凝和以真菌爲介導的微藻生物絮凝。
所以說二十一世紀是生物的世紀並沒有錯,生物行業確實有着大量有潛力的新研究方向等待着人們挖掘。
至少在後世,在農林作物或者環境生態的相關研究中,解決問題的方案中,基本上都少不了有生物方向的研究。
二十一世紀是生物世紀的說法,其實是對生物科學在整體科學發展中的地位和潛力的認可。
只是很多人的理解存在偏差,以爲學生物會在二十一世紀有高收入和穩定的就業前景,結果一頭扎進生物學科,成了四大天坑中的一員。
而說回生物絮凝法,它們的原理其實也很簡單,就是通過微藻自身或者其他微藻、細菌和真菌產生能夠讓微藻進行絮凝的物質。
例如很多細菌產生的γ-穀氨酸形成的聚γ-穀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後世,也不過是剛剛起步,只解決了少數一些微藻的高效低成本採集,離能大規模應用還是有着不小的距離的。
原因也很簡單,這些研究基本上都還處於實驗室研究階段,實驗也驗證了它們的高效低成本特性。
但在普適性上就差上一些了,因爲實驗基本都是在特定ph值以及高微藻濃度條件下,針對特定幾種微藻實現的驗證。
更多的是驗證了某些種類的微藻、真菌、細菌的胞外分泌物EPS對特定的一些微藻有不錯的絮凝作用。
可不管是如何大規模生產這些EPS,還是需要生產的微藻跟這些微藻、真菌、細菌該如何搭配,才能在儘可能不影響微藻生長的情況下,做到更多的絮凝率的研究目前都還沒太大的成果。
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