對於李文彬提到的微藻采集問題問題,林晨還真專門去了解過。
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,但同樣也是需要采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,特別是微藻采集工藝研究方面的資料。
也是這時候他才知道,雖然微藻的采收一直是微藻產業的難點,但科學家對采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采集法,其中又分為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)等有機物作為絮凝劑,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、采收效率較高。
但它們缺點也很明顯,那就是成本高、能耗高,而且很容易對下遊工藝甚至汙染水環境。
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,並對介質反覆衝洗,膜分離同樣存在膜衝洗的問題。
而且最主要的是離心機,以及介質和膜的價格同樣不低。
以離心機為例,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遊工藝沒有影響的,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,影響下遊工藝加工啊!
還是以明礬為例,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,汙染水源、影響下遊工藝,這都是需要額外成本來去除的。
也是因為這樣的原因,不管傳統絮凝采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!
為了獲得成本更低,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、以微藻為介導的微藻生物絮凝、以細菌為介導的微藻生物絮凝和以真菌為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,生物行業確實有著大量有潛力的新研究方向等待著人們挖掘。
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,以為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-谷氨酸形成的聚γ-谷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,隻解決了少數一些微藻的高效低成本采集,離能大規模應用還是有著不小的距離的。
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,因為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,才能在盡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。
至少林晨查到的資料是這樣的。
沒錯,藻菌共生也是微藻產業的重要研究方向,但目前的成果更多的還是出產至細菌或真菌對微藻生長的促進方面。
不過這些方面成果少,並不意味著其他方面沒有成功。
像在微藻自絮凝法的研究中,目前就已經取得了不錯的成果,光國內外已經報道發現有自絮凝特性的微藻,就有斜生柵藻(S. obliquus)、小球藻(C. vulgaris)、剛毛綠球藻( )、骨條藻(Skeletonema sp.)、布朗葡萄藻( braunii)、鐮形纖維藻(A. falcatus)和扁藻(T. suecica)等7種。
當然這點種類對於基數龐大的微藻類群來說,九牛一毛都算不上。
而且這些微藻要不就是生長速度過慢,要不就是含有的物質成分不理想,可利用價值不高。
還處於有成果,但成果並不算大的階段。
或許有人會說小球藻不是出了名的蛋白質含量高,營養豐富,而且生長速度迅速麽?
這話當然沒錯,但這說的是小球藻這個種類,其中蛋白質含量最高,營養最豐富的其實是蛋白核小球藻。
普通小球藻、橢圓小球藻等其他10種小球藻含量就沒那麽高了。
而被發現有自絮凝特性的小球藻是小球藻JCS-7,是普通小球藻中的一個亞種,並不是蛋白質含量最高蛋白核小球藻。
不過這對林晨來說卻不是太大的問題,或許在之前他是鑽了牛角尖,但現在被李文彬提醒後,他早就調整過來了。
簡單回憶了一下腦海中的微藻相關的資料,便直接開口道:
“這個問題不大,完全可以選擇蛋白核小球藻和小球藻JSC-7共養的模式處理汙水,也就是以小球藻JSC-7為介導對蛋白核小球藻進行絮凝的。”
說完之後,林晨也知道李文彬對微藻不太了解,又將各種絮凝法和小球藻JSC-7的情況大概介紹了一下。
至於說別的公司大規模生產為什麽不使用這個方法,原因也很簡單。
一方面是兩者的共養肯定會出現搶奪養分的情況,這會降低蛋白核小球藻的產量,甚至導致無法實現盈利的目標。
另一方面一直到林晨重生之前,進行規模化微藻生產,其實主要還是有比較高額利潤空間的保健品和營養補劑生產公司。
而被批準為新型食品原材料是蛋白核小球藻,並不包含小球藻JSC-7。
所以如果用這種共生模式生產的話,後續還得要對兩種微藻提純分離,這成本可一點都不比生物絮凝省下來的成本少。
但對林晨來說這都不是問題,蛋白核小球藻只要經過快繁處理,生長速度就會得到巨幅提升,到時小球藻JSC-7肯定是搶不過蛋白核小球藻的。
而用於絮凝的小球藻JSC-7數量本身也不需要太多,如此一來就可以一定程度上保證整批微藻的蛋白質含量不會太低了。
另外藻類化感強化技術同樣可以起到作用,可以讓兩者產生互相增益的效果。
這樣既能保證小球藻JSC-7不會被壓死,也能讓蛋白核小球藻的含量盡可能多一點。
而生產出的微藻不純的事,那就更不是問題了。
他們要做的是汙水處理,生產出來的微藻也是用作肥料或者有機肥的,純度高不高根本沒有任何關系。
“嗯,這方法可以,應該能讓至少80%的散戶願意參與豬舍改造!”聽完了林晨的介紹,李文彬滿意的點頭道。
“怎麽才80%啊?”林晨不滿地說道。
這微藻汙水處理方案,不但價格低廉,而且還能為養殖戶們節省不少高蛋白飼料的錢。
用不了多久,改造豬舍的錢就能省回來。
不管怎麽看,只要還有養豬的想法,應該都會願意參加改造才是。
“人心難測,總有不願意配合的人,何況有些散戶本身就養個三幾頭豬的,肯定不樂意廢錢廢功夫去弄!”
“畢竟他們可沒那麽多的豬去分攤采購脫水、破碎微藻設備的成本!”李文彬解釋道。
他雖然沒在農村待過,但他對人性還是有比較深的見解的。
“那這也不是問題啊,窮有窮的辦法!”
“不采購這些設備就行了,至於處理後剩下的微藻和水完全可以抽出來直接排放,或者當做有機肥使用,給自己或者鄰居家菜地果園澆肥嘛!”
“就是這樣會少了獲得飼料和有機肥的收益!”林晨不以為然的說道。
當然這也並不意味著使用微藻汙水處理方案就不需要任何花費了,微藻藻種的錢還是需要的。