[发明专利]一种以文冠果为原料多产物联产的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，涉及一种以文冠果为原料多产物联产的方法。

背景技术

化石资源是重要的能源和生产化学品的原料，为人类社会的发展做出了重大贡献，然而化石资源不可再生，随着全球经济的高速发展，化石资源将逐步减少并枯竭。以可再生生物资源为原料通过化学、生物方法生产生物质能源和生物基化学品成为转变能源经济和可持续化学工业的重要手段。在生物质能源方面，燃料乙醇和生物柴油成为目前世界上应用最为普遍的液体生物质替代燃料，在生物基化学品方面，主要侧重于大宗化学品以及重要化工原料的可持续生产方法的研究和应用，如乳酸、柠檬酸、乙烯、1，3-丙二醇或高分子聚合物等产品。

生物柴油是脂肪酸甲酯或乙酯的混合物，目前世界上的生物柴油主要采用动植物油脂与甲醇发生酯交换反应制备而成，因甲醇主要来自天然气，所以当前的生物柴油还属于部分可再生能源燃料。生物柴油在西方国家的应用比较广泛且相对成熟，对于我国来说，原料资源成为制约国内生物柴油发展的主要问题，我国人口多，土地资源相对稀缺，不可能像欧美发达国家那样利用大量的耕地来种植油料作物。但我国有比较丰富的木本油料作物资源，它们具有适应性广、种植一次收获多年、不与农作物争地等优势，发展木本油料生物柴油更符合我国的国情。

文冠果作为重点开发的木本油料资源之一，其抗旱、抗寒能力强，对生长环境要求低，适合在荒山、沙化土地上种植，同时文冠果油的碳链长度与石化柴油长度接近，碘值、酸值和皂化值，也都符合生物柴油制造工艺的相关要求，是北方提取生物柴油的最佳木本油料植物。全国现有文冠果栽培面积约5.35万公顷(包括0.67万公顷野生林)，同时，2007年由国家林业局和中石油天然气股份有限公司共同投资在赤峰市建立了文冠果油料能源林示范基地0.7万公顷。随着北方种植规模的逐步扩大和树龄的不断增长和丰产，将会形成一定的文冠果生物柴油原料供应规模，这为我国发展文冠果生物柴油产业化奠定基础。

在大量生产文冠果生物柴油的过程中，随着文冠果种仁油提取过程对原料的处理，会产生大量的果壳、种皮以及油渣，果壳、种皮中含有大量的木质纤维素，油渣中富含蛋白质，在生产过程中还会产生大量的副产物甘油，这些副产物都有潜在的经济应用价值，如果得不到合理的利用将会造成巨大的资源浪费。所以，充分利用文冠果资源中的多种组分，通过生物精练技术，联合生产文冠果生物柴油和部分高附加值产品可降低生产成本，对促进以文冠果为原料生产生物柴油的产业化具有重要意义。

目前，以玉米、小麦等农产品为原料的燃料乙醇技术已成熟并得到广泛应用，然而以粮食为原料，势必与人“争粮”、“争地”，利用非粮资源是大势所趋。纤维素乙醇的原料来源广泛且成本低廉，是最有发展前景的生物燃料。河南天冠集团已建成投产一条年产300吨秸秆乙醇的中试生产线，6吨麦秸可变成1吨乙醇，这就使得我国的纤维素乙醇产业化成为可能。文冠果提取种仁油过程中所产生的大量的富含木质纤维素的果壳、种皮可作为生产纤维素乙醇的原料，发酵残渣中的木质素可用于制取燃料或化工原料。

1，3-丙二醇是一种重要的化工原料，可作为有机溶剂应用于油墨、印染、涂料、润滑剂、抗冻剂等行业。1，3-丙二醇最主要的用途是作为聚酯和聚氨酯合成的单体，特别是与对苯二甲酸聚合生成的聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)较之其他二醇与对苯二甲酸形成的聚酯具有许多更优良的特性。1，3-丙二醇传统的生产方法是以环氧乙烷或丙烯为原料的化学合成法，生产过程中能耗大，且产品难于分离，生产成本高。由甘油发酵生产1，3-丙二醇的生物法操作条件温和、副产物少、环境污染少，近年来备受关注。文冠果生产生物柴油过程中所产生的副产物甘油可作为发酵法生产1，3-丙二醇的原料。

专利CN1839986中指出文冠果种仁皂苷可用于治疗遗尿症并具有提高脑功能的作用，提供了一种文冠果种仁皂苷有效成分的提取方法；专利CN1416852中介绍了文冠果果壳皂苷可以调节和改善脑神经系统功能，对防治脑老化和脑血管病等都有显著效果，并提供了一种文冠果果壳皂苷活性成分的提取方法；这些具有药用活性的皂苷均可开发成为皂苷类药物。同时，种仁提油之后的油渣含有丰富的蛋白质，可作为提取蛋白质或氨基酸的原料，经过加工也可以作蛋白饲料。

针对文冠果多种组分和生物柴油副产物甘油的经济应用价值，本发明提供一种以文冠果为原料生产生物柴油，同时联产纤维素乙醇、1，3-丙二醇、药用皂苷、粗蛋白、木质素的多产物联产方法，充分利用文冠果实现生物质能以及生物基化学品的转化，降低了生产成本，实现原料充分利用以及产品价值最大化的可持续生产。

发明内容