一、微藻回收之基本概念

微藻收集濃縮(回收)被廣泛應用於廢水處理和生質燃料的程序，而在微藻生質燃料生產程序中微藻濃縮收集與廢水處理回收微藻生物質量是不同的目的。在廢水處理工業中，主要是去除不良的微藻，包含減少微藻毒性或降低化學需氧量(COD)以及生物需氧量(BOD)的值至低於法規的排放限制值。相對地，在微藻生質柴油的生產程序中，微藻需要被濃縮以利後續的脂質萃取步驟，而增加微藻細胞的濃度亦可降低萃取以及純化的成本。儘管兩者的目標不同，但收集的技術是相當類似的，生質燃料是利用微藻轉化成生質能源過程中，微藻生物質量(biomass)需要經過濃縮回收、乾燥、破碎、轉脂化等程序。微藻培養最後生物質量濃度通常不是非常高，也就微藻懸浮液濃度是相對較低，通常為0.2-0.6%總懸浮固體(total suspended solids, TSS)濃縮為濃度為15-25% TSS的藻餅。由圖1可以看出可以藉由一個或兩個收集步驟來獲得所需的微藻濃度，其包含了第一個收集步驟先形成2%-7% TSS的藻泥，接著藉由第二個脫水步驟獲得15%-25% TSS的藻類糊狀物。在收集微藻細胞步驟中回收的微藻生物質量濃度是攸關生質燃料程序的關鍵，因為回收之微藻細胞生物質量高低會影響後續的乾燥程序。
一般收集微藻生物質量需要經過一個或多個固-液分離步驟，目前使用於微藻收集濃縮的主要技術包含有離心、絮凝、過濾和過篩(screening)、重力沉降(gravity sedimentation)、浮除(flotation)和電泳(electrophoresis)技術。然而，由於經濟方面的考量，離心及過濾方法較適合用來回收小規模生產或是用來生產高經濟價值(醫藥或保健食品)的藻類細胞，因為這兩種方法所需耗費的設備及耗材成本相當龐大。因為微藻細胞很小(3-30 μm diameter)、培養液通常相當稀(在一些商業生產系統中乾燥後之生物質量常＜0.5 kg/m3)以及需大量的回收生物質量，所以回收微藻生物質量有相當的難度。目前，沒有單一收集的方法可以適用所有不同微藻培養系統，從培養液中回收生物質量的成本即占了所有生產生物燃料成本的20-30%。因此，選擇一個有效且符合經濟效益的回收方法是相當重要的。

圖1 一步驟或兩步驟濃縮藻液之程序。