[發明專利]濕藻生物質分級利用制取不同品位的生物油的方法

有效

• 申請號: 201410102907.9
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103897795A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 程軍;岑可法;劉建忠;周俊虎;王智化;張彥威;楊衛娟;周志軍;黃鎮宇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C11B1/00
• 分類號: C11B1/00;C10L1/02
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本發明是關于生物質能利用技術，特別涉及濕藻生物質分級利用制取不同品位的生物油的方法。

背景技術

化石能源日益短缺和環境污染嚴重是當今世界面臨的兩大迫切難題，大力發展可再生能源和新能源是全世界能源安全和可持續發展的必然要求。微藻作為第三代能源的代表以其獨特的優勢得到了青睞。例如它含油量高、油質好、生長速度快、不占用耕地、減排二氧化碳、凈化環境等。同時利用海洋資源規?；B殖微藻吸收CO₂并且收獲生物質制取高品位液體和氣體燃料，是海洋生物質新能源開發的前沿研究熱點和高技術競爭焦點，對世界發展海洋經濟、低碳經濟和循環經濟具有重要意義。

微藻擁有廣泛的用途，例如可用于藥品和保健品制取維他命、類胡蘿卜素、EPA、DHA以及其他不飽和脂肪酸等，也可用于飼料以及制取生物柴油。而微藻運用于能源領域制取生物柴油或者航空煤油才是它的最大市場需求。

現目前使用微藻水熱反應制取生物油得到了研究者們的青睞，因為它可以直接使用濕藻，避免了水變成蒸汽而所需要的巨大潛熱，例如把水從25℃加熱到300℃的焓值變化只有水蒸發所需熱量的一半。同時微藻水熱反應能夠得到更大的生物油產量；例如在水熱反應里，碳水化合物轉化成生物油的效率為5-10%，蛋白質的轉化效率在20%左右。能耗小，產油量高是微藻水熱反應的最大兩個優點。然而，水熱反應得到的生物油的元素成分，常見地，C為70-75%，H為10-12%，N為4-6%，O為10-16%，同時其成分復雜，氣相色譜質譜所能夠檢測出來的成分就上百種。如何對其后續的脫氧脫碳提高其品質成為了水熱反應發展的一個瓶頸。Ross等使用了酸堿催化劑對微藻水熱反應，其結果對元素成分的影響也很小。Duan?and?Savage使用了多種非均相催化劑(Pd/C,Pt/C,Ru/C,Ni/SiO2-Al₂O₃,CoMo/γ-Al₂O₃)，并在惰性和還原的氣氛下對微藻水熱反應，得到的生物油產量和元素成分變化都非常的小，對生物油的品質并沒有太大的改善。所以針對這樣的情況，他們又把濕藻在320℃的還原氣氛（加氫）條件下（未加催化劑和水）反應4小時，得到生物油，再把生物油在400℃的條件下（使用Pt/C催化劑，加去離子水）反應4小時對其改性提質，改性后的生物油對未改性的生物油的含碳量提高了約5%，含氫量提高了0.7%，含氧量減少了約2%，含氮量減少了約2.6%，并使改性后的生物油的熱值達到了43MJ/Kg。兩個過程都使用了高溫高壓的條件，過程復雜，使用催化劑和氫氣，能耗也較高。

為了解決微藻水熱反應之后，精品的油脂（甘油三酯和脂肪酸）中有含氧含氮的成分，且這些雜質成分的分離很困難，對油脂品質影響很大對微藻成分資源分級利用的研究前景廣闊。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供對微藻不同成分分級制取生物油的方法。為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：

提供濕藻生物質分級利用制取不同品位的生物油的方法，具體包括下述步驟：

（1）取微藻液體，采用過濾（抽濾、壓濾）或離心方法脫除微藻液體中的水分，得到含水量為90～10%的濕藻生物質；

（2）稱取1～100g步驟（1）中制得的濕藻生物質放入微波消解罐內，再向微波消解罐內加入10～100ml氯仿、10～100ml甲醇、0.25～25ml質量濃度為98%的濃硫酸，然后將微波消解罐放入微波爐中進行微波處理；微波處理結束后，將微波消解罐內的藻液移到離心管中，用5～50ml的氯仿洗微波消解罐2次，將微波消解罐的藻液再次匯集到盛有藻液的離心管中，然后將盛有藻液的離心管在4000rpm下離心5min，分離得到下層藻渣，用移液槍取出上層油相；

所述微波處理的方法為：將微波爐的溫度設定為50～80℃，頻率設定為2450MHz或者915MHz，處理10～30min；

（3）向得到的油相中加10～100ml水，在4000rpm下離心5min分層，用移液槍取出下層油相，再向取出的油相中加15～150ml水清洗，然后在4000rpm下離心5min分層，并且用移液槍取出下層油相，然后將最終得到的油相在85℃的烘箱中烘干，即得到生物柴油；