[發(fā)明專利]一種利用提油后藻渣生產(chǎn)微藻油脂的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310683878.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN103695482A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭洪立;阮榕生;劉玉環(huán);高振;彭紅;黃和;劉君英;張錦勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P7/64
• 分類號(hào): C12P7/64;C12R1/89
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微藻油脂，又稱單細(xì)胞油脂，是制備生物柴油的良好原料。部分微藻富含油脂等代謝產(chǎn)物，其油脂可用來制備生物柴油。與其他油料作物相比，利用微藻培養(yǎng)生產(chǎn)生物柴油具有以下優(yōu)勢(shì)。首先，利用微藻培養(yǎng)生產(chǎn)生物柴油所需占地面積最少，同時(shí)微藻培養(yǎng)可以利用灘涂地、荒廢地等非耕地，因此微藻培養(yǎng)生產(chǎn)生物柴油不會(huì)導(dǎo)致世界糧食供應(yīng)問題。從所需用地面積占全球總面積角度看，利用微藻油脂作為原料生產(chǎn)的生物柴油是目前最有可能滿足世界運(yùn)輸所需燃料的可再生能源。此外，微藻還能通過光合作用固定CO₂合成油脂，可實(shí)現(xiàn)CO₂減排。再者，微藻生長(zhǎng)過程能利用廢水中的N、P等物質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)廢水的凈化。微藻油脂制備的生物柴油與其他油料作物制備的生物柴油及石油基柴油在性能方面差異不大利用微藻油脂這一新的油脂資源，可實(shí)現(xiàn)能源和環(huán)境的和諧而可持續(xù)發(fā)展。

微藻細(xì)胞除含油脂外，還含大量的碳水化合物，蛋白質(zhì)等，因此在微藻制備高品質(zhì)生物柴油過程中會(huì)產(chǎn)生大量的殘余物質(zhì)，以上物質(zhì)若不加以利用將造成藻體殘?jiān)邇r(jià)值多元組成的浪費(fèi)和環(huán)境污染。實(shí)際上，藻體殘?jiān)侵匾纳镔|(zhì)資源。首先，微藻一直是水產(chǎn)餌料。理論上，油脂提取后的藻渣可用作水產(chǎn)餌料，但目前一般采用有機(jī)溶劑大規(guī)模提取微藻油脂，藻渣中往往會(huì)殘留有機(jī)溶劑；若將藻渣用作水產(chǎn)動(dòng)物餌料，將對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)造成嚴(yán)重影響，甚至引起水產(chǎn)動(dòng)物死亡。此外，可以將藻渣轉(zhuǎn)化成高附加值產(chǎn)品，即從藻渣中提取多糖、色素、生長(zhǎng)因子等活性成分。再者，可以通過微生物轉(zhuǎn)化直接將藻渣發(fā)酵成沼氣或氫氣或?qū)⒃逶c秸稈共發(fā)酵產(chǎn)沼氣或氫氣等。

21世紀(jì)初，世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石油枯竭和價(jià)格上漲，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的政府和企業(yè)域紛紛投入大量資金并計(jì)劃投入巨資進(jìn)行微藻生物柴油中試和產(chǎn)業(yè)化，在國(guó)際上掀起了一股勢(shì)不可擋的微藻生物柴油開發(fā)熱潮。2007年，美國(guó)宣布由國(guó)家能源局支持的微型曼哈頓計(jì)劃，計(jì)劃在2010年實(shí)現(xiàn)微藻制備生物柴油工業(yè)化，各項(xiàng)技術(shù)研發(fā)全面提速。美國(guó)還制訂了微藻生物燃料技術(shù)路線圖。在2008年12月9~10日的會(huì)議上提出了實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模微藻生物燃料工業(yè)的難關(guān)和戰(zhàn)略，指導(dǎo)在微藻科學(xué)與工程領(lǐng)域里微藻的培育、生產(chǎn)、加工和轉(zhuǎn)化；并制訂了技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型，用于指導(dǎo)研發(fā)、政策、商業(yè)發(fā)展的決策。一些發(fā)達(dá)國(guó)家也都紛紛啟動(dòng)了微藻生物柴油方面的科研項(xiàng)目，目前全球已有150多家專門從事微藻生物柴油開發(fā)研究的公司，可以說微藻生物柴油已經(jīng)成為世界各國(guó)重點(diǎn)研究的戰(zhàn)略方向。美國(guó)能源部(DOE)每年投資數(shù)百萬美元以推進(jìn)該項(xiàng)目的商業(yè)化進(jìn)程。目前微藻產(chǎn)生物柴油尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，目前生產(chǎn)方式微藻產(chǎn)油效率比較低，還沒有發(fā)現(xiàn)一種可將提油后藻渣充分利用的方法。本專利即為一種利用提油后藻渣水解液培養(yǎng)微藻生產(chǎn)油脂的方法，大大提高微藻產(chǎn)油效率，該工藝路線尚未有文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中提油后藻渣未被充分利用，自養(yǎng)微藻油脂產(chǎn)率低，微藻生物能源生產(chǎn)系統(tǒng)成本偏高的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用提油后藻渣生產(chǎn)微藻油脂的方法，該方法高效產(chǎn)油、藻渣水解效率高、微藻油脂生產(chǎn)成本大大降低、藻渣水解液利用效率高、反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好、操作過程簡(jiǎn)單。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種利用提油后藻渣生產(chǎn)微藻油脂的方法，其特征在于按以下步驟。

（1）將藻渣與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1~5%的稀硫酸以1∶1~5的質(zhì)量比混合均勻，置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度80~200℃，時(shí)間2~10分鐘，然后再加入濃鹽酸進(jìn)一步水解，水解條件：6mol/L鹽酸，110℃，水解24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后得到藻渣水解液。

（2）將藻渣水解液配成微藻生長(zhǎng)的培養(yǎng)液：水與藻渣水解液之比為9~4:1，并加入100~800mg/L的硝酸鈉或氯化銨，10~35000mg/L的氯化鈉和10~150mg/L的磷酸二氫鈉，高氯化鈉含量有助于抑制帶菌微藻培養(yǎng)過程中其他微生物生長(zhǎng)。