[發(fā)明專利]酶法制備微藻油脂生物柴油的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110069780.1
• 申請日: 2011-03-22
• 公開（公告）號: CN102191126A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊縝;胡章立;賴璟琦
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: C11B1/04
• 分類號: C11B1/04;C11B1/10;C11C3/04;C12P7/64;C10L1/02
• 代理公司: 深圳市威世博知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于生物化工領(lǐng)域，尤其涉及一種酶法制備微藻油脂生物柴油的方法。

【背景技術(shù)】

面對資源枯竭和大氣二氧化碳比例升高引起的環(huán)境問題，人們開始意識到可再生生物燃料對于環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展來說是至關(guān)重要的。生物柴油是指油脂和短鏈醇在催化劑的作用下，通過酯化和酯交換反應(yīng)生成的烷基酯類化合物。生物柴油是典型“綠色能源”，大力發(fā)展生物柴油對經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，推進能源替代，減輕環(huán)境壓力，控制城市大氣污染具有重要的戰(zhàn)略意義。

全球領(lǐng)先的生物柴油生產(chǎn)商奈斯特石油公司CEO?Matti?Lievonen日前表示，到2020年全球生物柴油需求將從當(dāng)前的1000萬t/年大幅增加至3500萬t/年。面對急速上升的供需關(guān)系，選取合適的、低成本的油脂資源迫在眉睫。綜觀國際上的諸多國家如美國、德國、巴西、印度等均在發(fā)展石油替代產(chǎn)業(yè)的國際政策制度、技術(shù)完善、裝置建設(shè)和車輛制造等方面為我國提供了良好的借鑒。

為規(guī)范國內(nèi)生物柴油市場，于2007年5月出臺我國第一部生物柴油國家標(biāo)準(zhǔn)《柴油機燃料調(diào)和用生物柴油》。財政部2010年12月24日發(fā)布消息稱，國家對利用廢棄動植物油脂生產(chǎn)的純生物柴油免征消費稅，2009年1月1日以來已繳納消費稅的生產(chǎn)企業(yè)將獲得返還。目前，國內(nèi)生產(chǎn)生物柴油的主要原料是廢棄動植物油脂，包括油脂工業(yè)產(chǎn)生的“下腳油”和餐飲廢油即“地溝油”。中國日報2011年1月25日報道，從1月21日開始，昆明公交集團的38輛公交車試用由“地溝油”加工而成的生物柴油，汽車尾氣中的污染物排放量減少了60％以上，起到了節(jié)能減排、低碳環(huán)保的作用。一系列政策法規(guī)的出臺可見我國政府對生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重視，在政府明文監(jiān)督和財稅扶持下，生物柴油的發(fā)展前景廣闊。

微藻具有光合作用效率高、生長周期短、生物產(chǎn)量高的特點，特別是含油藻類是制備生物柴油的良好原料。中國專利CN200810115740.4公開了一種以微藻油脂為原料制備生物柴油的方法；CN200510073176.0公開了利用微藻制備生物柴油的方法；上述兩篇專利申請文件所記載的方法都是采用化學(xué)催化生產(chǎn)生物柴油，即使用強酸或強堿作為催化劑。

酶作為一種生物催化劑，近年來已被人們廣泛應(yīng)用于食品生產(chǎn)與檢測、環(huán)保技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域。脂肪酶(Lipase，EC?3.1.1.3)是一類能催化油脂和短鏈醇進行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)生成脂肪酸甲酯的生物催化劑，被認為是制備可再生能源的——生物柴油的一種優(yōu)良的生物方法：脂肪酶所介導(dǎo)的反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和、醇用量小、產(chǎn)品易收集純化、無污染物排放等優(yōu)點。而目前國內(nèi)外用于生物柴油研究的脂肪酶主要為諾維信公司生產(chǎn)的Novozym435，此酶為樹脂固定化酶，載體為大孔丙烯酸樹脂，價格高昂，不利于酶法制備生物柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

為此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新型反應(yīng)介質(zhì)中酶法微藻油脂生物柴油的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的方法包括如下步驟：

(1)提供由微藻干燥而成的藻粉；

(2)從該藻粉中提取微藻油脂；

(3)對上述微藻油脂進行理化常數(shù)表征，取得皂化值以確定所需要的甲醇量；和

(4)以離子液體[BMIm][PF6]或叔丁醇作為反應(yīng)介質(zhì)，在上述微藻油脂中加入醇油摩爾比為1∶2至5∶1的甲醇，加入50至400mg的擴展青霉脂肪酶，反應(yīng)后獲得產(chǎn)物脂肪酸甲酯。

其中，該藻粉可通過索氏脂肪提取器來提取微藻油脂。

其中，在步驟(2)中，可以用正己烷作為藻粉溶劑，再在索氏脂肪提取器中連續(xù)抽提，將正己烷溶劑去除后，即獲得微藻油脂。

作為優(yōu)選，可以用索氏脂肪提取器中連續(xù)抽提至少8小時。

其中，所述步驟(3)中皂化值和酸值的測定可分別參照GB/T?5534-2008和GB/T?5530-2005。

其中，步驟(3)中的反應(yīng)溫度可以為35至60℃，反應(yīng)時間可以為24至48h。

其中，反應(yīng)產(chǎn)物脂肪酸甲酯可通過離心分離獲取。

本發(fā)明所使用的擴展青霉脂肪酶(Penicillium?expansum?Lipase，PEL)是擴展青霉菌株P(guān)F898所產(chǎn)的一類脂肪酶。相對于Novozym435，此酶系國產(chǎn)的、且成本低廉。