[發(fā)明專利]利用微藻發(fā)酵生產(chǎn)生物柴油的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410491854.4
• 申請(qǐng)日: 2015-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN104498544A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊鐘華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瑞安市普羅生物科技有限公司
• 主分類號(hào): C12P7/64
• 分類號(hào): C12P7/64;C12R1/885;C12R1/845;C12R1/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種利用微藻發(fā)酵生產(chǎn)生物柴油的方法。

背景技術(shù)

生物柴油是一種清潔的可再生能源，也稱之為“再生燃油”或“生物質(zhì)燃料”，是優(yōu)質(zhì)的石油柴油代用品，通常所指的生物柴油是以大豆、油菜籽、棉籽等油料作物，油棕、黃連木等油料林木果實(shí)以及動(dòng)物油脂、廢餐飲油等為原料，在催化劑(堿或酸)的作用下與甲醇進(jìn)行脂交換反應(yīng)生成的脂肪酸甲酯。

隨著環(huán)境保護(hù)和石化資源枯竭間題的日益突出，生物柴油已經(jīng)成為新能源研制和開發(fā)的熱點(diǎn)，引起了世界各國(guó)政府的高度重視。世界各國(guó)紛紛根據(jù)本國(guó)國(guó)情選擇合適的油脂原料生產(chǎn)生物柴油。歐洲和北美地區(qū)耕地資源豐富，農(nóng)業(yè)高度發(fā)達(dá)。因此歐洲各國(guó)，都采用菜籽油生產(chǎn)生物柴油，美國(guó)主要是利用高產(chǎn)轉(zhuǎn)基因大豆油為原料。東南亞國(guó)家適于種植油棕，棕櫚油成為當(dāng)?shù)匕l(fā)展生物柴油的重要原料。世界可再生能源大國(guó)巴西，主要利用蓖麻籽油進(jìn)行生產(chǎn)生物柴油。

最近兩年我國(guó)生物柴油的產(chǎn)能快速擴(kuò)張，許多企業(yè)盲目上馬生物柴油項(xiàng)目，并且不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，已經(jīng)開始出現(xiàn)嚴(yán)重后果。主要表現(xiàn)在：大型生物柴油企業(yè)無法保證原料供應(yīng)，開工率嚴(yán)重不足；在國(guó)際市場(chǎng)原油價(jià)格高位回落，生物柴油生產(chǎn)原料價(jià)格上漲，尤其是食用植物油價(jià)格大幅上漲以后，使用食用植物油生產(chǎn)生物柴油的企業(yè)普遍虧損。因此，依托農(nóng)業(yè)油脂為原料生產(chǎn)生物柴油并不現(xiàn)實(shí)。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310040334.7的專利申請(qǐng)公開了一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法及系統(tǒng)，包括如下步驟：

降解有機(jī)廢水并培養(yǎng)微藻：微藻通過光合作用及包括氮磷的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成藻體自身細(xì)胞物質(zhì)并釋放出氧氣，加入的菌株群利用水中氧氣對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，為微藻生長(zhǎng)提供應(yīng)用物質(zhì)，以維持微藻的生長(zhǎng)繁殖；

收集微藻：采用濾膜收集微藻，實(shí)現(xiàn)藻水分離；

生成生物柴油：對(duì)收集的微藻采用超聲波破碎微波輔助法提取油脂，在堿性條件下加入甲醇或者乙醇作為催化劑將油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，再向反應(yīng)體系中加入乙醚和鹽溶液混合后分層，分離出乙醚相候再進(jìn)行真空蒸餾獲得生物柴油。

上述發(fā)明利用超聲波破碎油脂，利用甲醇或乙醇作為催化劑轉(zhuǎn)化油脂，雖然所使用的原料的價(jià)格都比較低，但是整個(gè)反應(yīng)的效率并不高，因?yàn)槔眉状己鸵掖嫁D(zhuǎn)化油脂的效率并不高。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310600827.1，申請(qǐng)公布號(hào)為CN103642579A的專利申請(qǐng)公開了一種用微藻制備生物柴油的方法，包括如下步驟：

(1)微藻培養(yǎng)：以微藻為原料將其培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，以0.2-0.4的接種密度接種至新鮮培養(yǎng)基，培養(yǎng)溫度為20-30℃，培養(yǎng)光照條件為3000-40001x，收集微藻細(xì)胞，離心濃縮，進(jìn)行冷凍干燥，然后將藻粉充分研磨備用；

(2)微藻油脂的提取：稱取一定量藻粉，加入氯仿甲醇水混合液進(jìn)行提取，氯仿∶甲醇∶水的體積比為1∶2∶0.8-3.0，其中藻粉加入量與氯仿甲醇水的比例為1g∶100mL，混勻靜置3-5h，收集上清液，加入氯仿水，使氯仿∶甲醇∶水的比例為1∶1∶0.9，收集下層氯仿層，并于60℃蒸去氯仿，得微藻油脂；

(3)微藻生物柴油制備的酶催化反應(yīng)：將步驟(2)中所得油脂加入甲醇和脂肪酶，脂肪酶添加量為步驟2中微藻油脂重量的20-30％，30-40℃反應(yīng)48-60h，得生物柴油。

上述微藻油脂首先采用氯仿甲醇水混合液進(jìn)行提取，然后蒸去氯仿，得微藻油脂；最后利用甲醇和脂肪酶對(duì)上述得到的微藻油脂進(jìn)行催化反應(yīng)，得到生物柴油，酶的催化效率雖然高，但是由于酶的反應(yīng)受到多種物質(zhì)的影響，對(duì)反應(yīng)條件較為苛刻，不能達(dá)到最大反應(yīng)速度和反應(yīng)效率，生產(chǎn)成本較高，不能達(dá)到市場(chǎng)化的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種利用微藻發(fā)酵生產(chǎn)生物柴油的方法。本發(fā)明的利用微藻發(fā)酵生產(chǎn)生物柴油，產(chǎn)油速度快，生產(chǎn)成本低。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

本發(fā)明的目的是提供一種利用微藻發(fā)酵生產(chǎn)生物柴油的方法，包括如下步驟：

(1)微藻培養(yǎng)；

(2)將上述培養(yǎng)的微藻進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵菌為哈茨木霉菌和根霉菌，發(fā)酵培養(yǎng)基為，微藻20-30g/L，檸檬酸鈉3-5g/L，鄰甲苯胺1.5-2.5g/L，氯化鈉10-15g/L，磷酸二氫鉀0.5-1g/L，硫酸鎂3-5g/L；

(3)將發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行油脂的提取；

(4)將上述油脂進(jìn)行酶催化反應(yīng)。

所述微藻優(yōu)選為小球微藻或綠色巴夫藻。