[发明专利]高压下生产生物乙醇的海藻液化萃取物及其提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压下生产生物乙醇的海藻高压液化萃取物及其提取方法，特别涉 及到一种在高压下从海藻中得到液体萃取物以及利用酵母发酵液体萃取物生产生物乙 醇的方法。

背景技术

在高油价、能源安全以及对温室气体排放的严格限制的背景下，替代能源的开发已 经成为全球性议题，作为新一代燃料，生物乙醇也在全球范围内迅速发展起来。布什政 府宣称他们将增加替代能源如生物乙醇的使用，计划在2017年前将美国国内石油的消 费量减少20％。日本、中国以及东南亚各国也相继出台了扩大生物乙醇生产的政策。

生物乙醇是一种从甘蔗和玉米等植物中萃取出来的燃料。由于生物乙醇可以单独或 者与汽油混配作为汽车的燃料，生物乙醇已经成为除生物柴油以外的进入人们视野的最 典型的替代能源。此外，生物乙醇还可以降低对原油进口的依赖。生物乙醇燃烧过程中 排放的二氧化碳不在《京都议定书》提出的温室气体排放量的计算之列。因此可以达到 减少温室气体排放量的目标。不像其他的清洁燃料需要重新建立地下结构(如加汽站) 保证供给，生物乙醇只需用已有的地下结构(如加油站)即可，从而保证了生物乙醇的 早期的商业使用。就此而言，生物乙醇的需求的增加使得它的生产也在逐步的增加。

然而，由于生物乙醇成为替代能源使得玉米、蔗糖以及小麦这些制造生物乙醇的原 材料的需求也迅速增加。这是谷物价格猛涨的原因之一。

特别地，预计对于具有竞争力的农产品的使用会进一步增加，比如玉米，它可以作 为乙醇生产的原材料。因此，生物燃料的扩大生产增加了对玉米的需求量。而对玉米需 求的增加很可能会提高以谷类为原材料的饮料和食品生产商的成本，也提高了饲养家 禽、家畜的农民的饲养成本。结果食品和畜产品的零售价格就会提高。这种用谷类生产 生物乙醇的做法不可避免的会引起谷类价格的提升，同时，由于谷类可以作为充饥之粮 食，这一做法也会引起人们的不满。

因此，国际生物乙醇市场正在寻求将其原料由谷物转向纤维素，但是生产纤维素乙 醇过程中木质素的去除仍然是个问题，至今还没有取得突破。

最近，国内外的一些研究小组正在开发一项技术，使用这项技术可以利用碳水化合 物和富含糖类的海藻生产生物乙醇。与其它原料如谷类和木材相比，海藻在产量的稳定 性、单位面积的作物产量、二氧化碳的吸收能力、能量输出和单位成本等方面有更高的 经济效益。而且，对食物资源和自然界的破坏有相对较少的副作用。由于海水的富营养 化引起了海藻的过度生长，从而引起了海水污染。若要把海藻作为原料来生产生物乙醇， 可以想象，这种变废为宝的作法无论从经济上还是从环境上都有很大的优点。

生物乙醇的生产包括三个步骤：首先是对原料的糖化，然后是发酵，最后是蒸馏。 如化学处理、热处理和酶处理等预处理工序都是在糖化作用这一过程中。但是，这些预 处理工序又有很多缺点，比如，低产量、化学成分发生改变、添加剂对设备的腐蚀、环 境污染和无用副产品的产出。目前尚未得出具有商业价值的研究成果。此外，用于发酵 过程的酵母菌的增长受到产出酒精的抑制，导致生物乙醇的转化效率愈加低下。

发明内容

本发明的目的是针对以上现有技术存在的问题，提供一种利用海藻生产高产量生物 乙醇的方法。

本发明还提供一种生产生物乙醇的高压液化萃取物及其制备方法。

本发明还提供一种利用海藻而获得的生物能源，这些海藻的过度生长将导致海藻污 染。

技术方案

为实现上述目的，本发明公开了一种利用高压液化萃取器从海藻中提取的高压液化 萃取物及其提取方法。

其中，本发明的海藻液化方法的压力为500-1000MPa。当压力低于500MPa时，对细 胞组织的破坏程度较低，因而使得萃取物中的葡萄糖的含量低。相反地，当萃取时的压 力高于1000MPa时，细胞组织中的其他物质也会被萃取出来。因此，在发酵之前，其他 物质都将被除去。

特别是，本发明方法在压力达到1000MPa后萃取30分钟。

其中，本发明的高压萃取温度为60-80℃。当萃取温度低于70℃时，液化活性将会 被抑制。而萃取温度高于70℃时将会引起细胞组织变异。

其中，本发明所述海藻选自褐藻、红藻或者绿藻，但不仅限于它们。图3为高压液 化绿藻，萃取得到的葡萄糖的产量与萃取时间的曲线图。