[發明專利]一種利用廢物回收技術制備微藻培養基的方法

有效

• 申請號: 201810065314.8
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108192828B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 馬文標;商昊;王爽;王謙;何志霞;馮永強;艾海平;韓定哲
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種利用廢物回收技術制備微藻培養基的方法，屬于微藻生物燃料生產領域；具體步驟為：在廢水中培養微藻，培育成熟后，將微藻水裝入離心機中進行離心，收集微藻；然后，通過三氯甲烷和甲醇溶液提取微藻油脂，得到無脂微藻生物質；將無脂微藻生物質進行水解、過濾，得到無脂藻類水解產物；從微藻中提取油脂，進行脂交換，得到廢甘油；最后，將廢水、無脂藻類水解產物和廢甘油按一定比例混合，得到培養基；本發明制備的微藻培養基可以有效地增強脂質的生產，另一方面還可以降低生物柴油的制油成本，有效提高了生物柴油的產率。

技術領域

本發明屬于微藻生物燃料生產領域，具體涉及一種利用廢物回收技術制備微藻培養基的方法，特別涉及用于增強作為生物柴油原料的微藻生產和脂質積累創新方法。

背景技術

目前，由于化石燃料存在數量有限和破壞生態環境等問題，再加上現在全球變暖越來越嚴重，因此許多科學家們都在尋找新的可再生能源來替代化石燃料。生物柴油被認為是世界上使用最廣泛的燃料之一，生物柴油主要提煉自植物油，這就要利用大量的耕地面積，甚至有時制油過程中還需要利用到農作物，使得該技術在世界范圍內廣泛地不被人們認可。因此，降低生物柴油的成本，使用非食用的原料來取代化石燃料仍舊存在著極大的挑戰性。近幾年，微藻類生物燃料受到越來越多的關注，其中包括生物柴油、生物乙醇、生物油和生物制氫、合成氣；相比較于陸生植物而言，微藻具有很多優點，例如光合效率較高、微藻的生長速度快、微藻對于煙氣中的CO₂也有很強的凈化能力；同時，它的生長適應能力也很強，可以生活在不同的環境中，例如干旱地、海水或者污水。盡管如此，微藻生物質燃料生產的可持續性還面臨著很多問題。

對于微藻的培養和加工來說，成本都是需要考慮和克服的主要問題；其中營養成本，尤其是微藻生長的必要無機元素：氮和磷占據了總成本中相當大的一部分；氮和磷主要來自礦物資源，而磷礦資源的自然儲量非常有限，并且不會再生。目前市場上現有的微藻培養基大部分采用直接添加氮、磷等營養元素，導致了成本昂貴，產油的效果不明顯等技術缺陷，不利于提高生物柴油的產率和脂質的積累作用。

當藻類中的油脂被處理和制備生物柴油之后，無脂藻類生物質仍然還有大量的可利用的營養，如碳水化合物、氮、磷以及其他微量元素。因此，通過在殘留的無脂藻類水解物（LFAH）中回收營養物質可以減少藻類培養期間所需求的營養；另外，每生產100公斤生物柴油，可以產生約10千克的副產品——生物制油工業剩余廢甘油（WG）。近年來，由于凈化過程成本高，許多人更不愿意使用生物制油工業剩余廢甘油，導致生物柴油工業生產的未經精煉的廢甘油已成為潛在的環境污染物。

因此需要開發新技術以充分利用生物制油工業剩余廢甘油以減少生物柴油的生產成本和對環境的影響，甚至可以直接從藻類生物柴油生產中將廢甘油回收并用來增強油脂生產的有機碳源。

發明內容

本發明克服了現有微藻培養基制備過程中存在的成本昂貴，產油率低的缺點，介紹了一種利用廢物回收技術制備微藻培養基的方法。

本發明制備的微藻培養基可以提高藻類生物的生產力，同時還可以通過廢物回收利用的方式來提高油脂的產率。在本發明中發現，無脂藻類水解產物（LFAH）和廢甘油（WG）分別增加了藻類的生長速率和油脂的積累，從而提高了油脂的生產力水平。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的。

一種利用廢物回收技術制備微藻培養基的方法，包括如下步驟：

（1）微藻的培育與收集

（2）制備無脂微藻水解產物

首先從微藻中提取油脂，然后進行干燥，得到無脂微藻生物質，加入甲醇混合后形成混合物，無脂藻類生物質與甲醇的質量濃度比為1:3；加入硫酸，冷卻，過濾，蒸發溶劑中的水分、干燥、研磨得到細粉，與NaOH溶液混合，攪拌、離心、中和、過濾后，得到的無脂微藻水解產物，儲存備用；

（3）制備廢甘油