[发明专利]一种利用提油后藻渣生产微藻油脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域。

背景技术

微藻油脂，又称单细胞油脂，是制备生物柴油的良好原料。部分微藻富含油脂等代谢产物，其油脂可用来制备生物柴油。与其他油料作物相比，利用微藻培养生产生物柴油具有以下优势。首先，利用微藻培养生产生物柴油所需占地面积最少，同时微藻培养可以利用滩涂地、荒废地等非耕地，因此微藻培养生产生物柴油不会导致世界粮食供应问题。从所需用地面积占全球总面积角度看，利用微藻油脂作为原料生产的生物柴油是目前最有可能满足世界运输所需燃料的可再生能源。此外，微藻还能通过光合作用固定CO₂合成油脂，可实现CO₂减排。再者，微藻生长过程能利用废水中的N、P等物质，可以实现废水的净化。微藻油脂制备的生物柴油与其他油料作物制备的生物柴油及石油基柴油在性能方面差异不大利用微藻油脂这一新的油脂资源，可实现能源和环境的和谐而可持续发展。

微藻细胞除含油脂外，还含大量的碳水化合物，蛋白质等，因此在微藻制备高品质生物柴油过程中会产生大量的残余物质，以上物质若不加以利用将造成藻体残渣高价值多元组成的浪费和环境污染。实际上，藻体残渣是重要的生物质资源。首先，微藻一直是水产饵料。理论上，油脂提取后的藻渣可用作水产饵料，但目前一般采用有机溶剂大规模提取微藻油脂，藻渣中往往会残留有机溶剂；若将藻渣用作水产动物饵料，将对水产动物生长造成严重影响，甚至引起水产动物死亡。此外，可以将藻渣转化成高附加值产品，即从藻渣中提取多糖、色素、生长因子等活性成分。再者，可以通过微生物转化直接将藻渣发酵成沼气或氢气或将藻渣与秸秆共发酵产沼气或氢气等。

21世纪初，世界经济的快速发展，石油枯竭和价格上涨，美国等发达国家的政府和企业域纷纷投入大量资金并计划投入巨资进行微藻生物柴油中试和产业化，在国际上掀起了一股势不可挡的微藻生物柴油开发热潮。2007年，美国宣布由国家能源局支持的微型曼哈顿计划，计划在2010年实现微藻制备生物柴油工业化，各项技术研发全面提速。美国还制订了微藻生物燃料技术路线图。在2008年12月9~10日的会议上提出了实现商业规模微藻生物燃料工业的难关和战略，指导在微藻科学与工程领域里微藻的培育、生产、加工和转化；并制订了技术经济模型，用于指导研发、政策、商业发展的决策。一些发达国家也都纷纷启动了微藻生物柴油方面的科研项目，目前全球已有150多家专门从事微藻生物柴油开发研究的公司，可以说微藻生物柴油已经成为世界各国重点研究的战略方向。美国能源部(DOE)每年投资数百万美元以推进该项目的商业化进程。目前微藻产生物柴油尚未实现工业化生产，目前生产方式微藻产油效率比较低，还没有发现一种可将提油后藻渣充分利用的方法。本专利即为一种利用提油后藻渣水解液培养微藻生产油脂的方法，大大提高微藻产油效率，该工艺路线尚未有文献报道。

发明内容

针对现有技术中提油后藻渣未被充分利用，自养微藻油脂产率低，微藻生物能源生产系统成本偏高的问题，本发明的目的在于提供一种利用提油后藻渣生产微藻油脂的方法，该方法高效产油、藻渣水解效率高、微藻油脂生产成本大大降低、藻渣水解液利用效率高、反应条件温和、环境友好、操作过程简单。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种利用提油后藻渣生产微藻油脂的方法，其特征在于按以下步骤。

（1）将藻渣与质量分数为0.1~5%的稀硫酸以1∶1~5的质量比混合均匀，置于反应釜中，反应温度80~200℃，时间2~10分钟，然后再加入浓盐酸进一步水解，水解条件：6mol/L盐酸，110℃，水解24小时，反应结束后得到藻渣水解液。

（2）将藻渣水解液配成微藻生长的培养液：水与藻渣水解液之比为9~4:1，并加入100~800mg/L的硝酸钠或氯化铵，10~35000mg/L的氯化钠和10~150mg/L的磷酸二氢钠，高氯化钠含量有助于抑制带菌微藻培养过程中其他微生物生长。