[發明專利]一種微藻酸化油的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201610778414.6
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106318607B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 陳林;任曉麗;劉天中
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C11B1/04
• 分類號: C11B1/04;C11B1/02;C11B1/00;C12P7/64
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;周秀梅

本發明涉及生物柴油的制備，具體的說是一種微藻酸化油的制備方法。將待提取的微藻藻泥經物理方式損傷處理；處理后的微藻藻泥在冰點以上溫度下靜置，至誘導胞內甘油酯發生酶促自催化水解生成游離脂肪酸；而后提取胞內油脂，即得到微藻酸化油。本發明方法在不額外添加酶制劑、條件溫和且不產生污水排放的反應條件下，將微藻胞內的甘油酯(包括甘油三酯、磷脂、糖脂等)轉化為游離脂肪酸，最大程度地提高微藻油脂的能源轉化效率，去除磷脂從而減輕下游工藝的難度。

技術領域

本發明涉及生物柴油的制備，具體的說是一種微藻酸化油的制備方法。

背景技術

生物柴油的化學本質是長鏈脂肪酸烷基酯，是一種碳中性、低排放的環保燃料。

生產生物柴油的原料是甘油酯或酸化油(游離脂肪酸)等，來源于產油植物、動物油脂或大宗的廢棄油脂。微藻油脂，由于微藻的含油量高、生長快、環境適應性高等優勢，被認為是最具潛力的生物柴油原料之一。然而，微藻油脂中通常含有中等含量的FFA，例如柵藻油脂中含有12％～27％FFA(陳林,等.生物質化學工程,2011:1-7)，這一含量的FFA導致堿催化和酸催化方法均不適合用于微藻油脂的生物柴油轉化。此外，微藻油脂中通常含有大量磷脂，例如提取自柵藻的油脂中含有25％～46％的極性脂，其中主要是磷脂(陳林,等.生物質化學工程,2011:1-7)，導致下游工藝中出現物料粘度高、相分離困難、轉化率低和生物柴油中磷含量超標等不利影響。

工業規模的生物柴油生產通常使用堿催化，然而這一工藝要求原料中游離脂肪酸含量不超過0.5％，以及具有催化劑和副產物回收困難、產生大量堿性廢水等缺點。堿催化工藝對原料的高規格要求大大提高了這一工藝的生產成本。酸催化劑可以同時催化酯化和轉酯化反應，對游離脂肪酸(FFA)較不敏感。例如，含23％FFA的酸化油，在醇油摩爾比6:1和1％wt硫酸催化條件下反應2h,FFA的酯化效率達到90％以上(陳林,等.生物質化學工程,2011:1-7)。而葵花籽油(約100％甘油三酯)，在醇油摩爾比6:1經酸催化的轉化率僅0.7％，要比堿催化反應慢得多，說明酸催化條件下酯化反應要遠快于轉酯化反應，因此酸催化一般適用于高游離脂肪酸含量的原料。

由于微藻油脂的特點，需要選擇針對性的生物柴油生產工藝，研究者發展了相關替代工藝。例如，使用酸堿兩步催化法，通過第一步酸催化預酯化降低FFA含量，之后通過堿催化轉酯化將甘油酯轉化為生物柴油，這一工藝提高了高FFA含量微藻油脂的轉化率，但是由于使用酸堿作為催化劑，產生酸堿廢水(Chen Lin,et al.Bioresource Technology,2012,111:208-214)。脂肪酶對FFA和甘油三酯均具有催化能力，然而，酶催化劑對FFA的催化選擇性要高于甘油三酯，導致甘油三酯的轉化效率較低，且耗時較長(Tupufia SCetal.Fuel Processing Technology,2013,106:721-726)。預先對油脂進行酸化處理，得到高純度的游離脂肪酸是提高生物柴油轉化效率的一個有效途徑。

工業上通常使用化學催化水解以提高酸化油中的游離脂肪酸含量。例如高溫酸催化水解(一種植物油脂酸化油連續水解的方法，中國發明專利公開,CN 101892126A)，以及加堿皂化-酸化兩步法。化學催化過程具有耗時較長、轉化率較低，且產生大量酸、堿廢水等不足之處。另一種方法是通過向油脂中外加脂肪酶，催化甘油酯水解生成FFA(通過酶促水解及隨后的化學/酶促酯化生產生物柴油；中國發明專利公開CN 102144035A)。酶催化方法消耗酶制劑，由于酶制劑的價格高而提高了生產成本。

綜上所述，需要發展低成本、高效率的微藻油脂酸化方法。例如，不使用大量的催化劑而實現微藻油脂酸化。

發明內容

本發明的目的是要克服上述酸化油生產技術的不足，提供一種微藻酸化油的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：