[发明专利]一种利用废物回收技术制备微藻培养基的方法

说明书

本发明涉及一种利用废物回收技术制备微藻培养基的方法，属于微藻生物燃料生产领域；具体步骤为：在废水中培养微藻，培育成熟后，将微藻水装入离心机中进行离心，收集微藻；然后，通过三氯甲烷和甲醇溶液提取微藻油脂，得到无脂微藻生物质；将无脂微藻生物质进行水解、过滤，得到无脂藻类水解产物；从微藻中提取油脂，进行脂交换，得到废甘油；最后，将废水、无脂藻类水解产物和废甘油按一定比例混合，得到培养基；本发明制备的微藻培养基可以有效地增强脂质的生产，另一方面还可以降低生物柴油的制油成本，有效提高了生物柴油的产率。

技术领域

本发明属于微藻生物燃料生产领域，具体涉及一种利用废物回收技术制备微藻培养基的方法，特别涉及用于增强作为生物柴油原料的微藻生产和脂质积累创新方法。

背景技术

目前，由于化石燃料存在数量有限和破坏生态环境等问题，再加上现在全球变暖越来越严重，因此许多科学家们都在寻找新的可再生能源来替代化石燃料。生物柴油被认为是世界上使用最广泛的燃料之一，生物柴油主要提炼自植物油，这就要利用大量的耕地面积，甚至有时制油过程中还需要利用到农作物，使得该技术在世界范围内广泛地不被人们认可。因此，降低生物柴油的成本，使用非食用的原料来取代化石燃料仍旧存在着极大的挑战性。近几年，微藻类生物燃料受到越来越多的关注，其中包括生物柴油、生物乙醇、生物油和生物制氢、合成气；相比较于陆生植物而言，微藻具有很多优点，例如光合效率较高、微藻的生长速度快、微藻对于烟气中的CO₂也有很强的净化能力；同时，它的生长适应能力也很强，可以生活在不同的环境中，例如干旱地、海水或者污水。尽管如此，微藻生物质燃料生产的可持续性还面临着很多问题。

对于微藻的培养和加工来说，成本都是需要考虑和克服的主要问题；其中营养成本，尤其是微藻生长的必要无机元素：氮和磷占据了总成本中相当大的一部分；氮和磷主要来自矿物资源，而磷矿资源的自然储量非常有限，并且不会再生。目前市场上现有的微藻培养基大部分采用直接添加氮、磷等营养元素，导致了成本昂贵，产油的效果不明显等技术缺陷，不利于提高生物柴油的产率和脂质的积累作用。

当藻类中的油脂被处理和制备生物柴油之后，无脂藻类生物质仍然还有大量的可利用的营养，如碳水化合物、氮、磷以及其他微量元素。因此，通过在残留的无脂藻类水解物（LFAH）中回收营养物质可以减少藻类培养期间所需求的营养；另外，每生产100公斤生物柴油，可以产生约10千克的副产品——生物制油工业剩余废甘油（WG）。近年来，由于净化过程成本高，许多人更不愿意使用生物制油工业剩余废甘油，导致生物柴油工业生产的未经精炼的废甘油已成为潜在的环境污染物。

因此需要开发新技术以充分利用生物制油工业剩余废甘油以减少生物柴油的生产成本和对环境的影响，甚至可以直接从藻类生物柴油生产中将废甘油回收并用来增强油脂生产的有机碳源。

发明内容

本发明克服了现有微藻培养基制备过程中存在的成本昂贵，产油率低的缺点，介绍了一种利用废物回收技术制备微藻培养基的方法。

本发明制备的微藻培养基可以提高藻类生物的生产力，同时还可以通过废物回收利用的方式来提高油脂的产率。在本发明中发现，无脂藻类水解产物（LFAH）和废甘油（WG）分别增加了藻类的生长速率和油脂的积累，从而提高了油脂的生产力水平。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的。

一种利用废物回收技术制备微藻培养基的方法，包括如下步骤：

（1）微藻的培育与收集

（2）制备无脂微藻水解产物

首先从微藻中提取油脂，然后进行干燥，得到无脂微藻生物质，加入甲醇混合后形成混合物，无脂藻类生物质与甲醇的质量浓度比为1:3；加入硫酸，冷却，过滤，蒸发溶剂中的水分、干燥、研磨得到细粉，与NaOH溶液混合，搅拌、离心、中和、过滤后，得到的无脂微藻水解产物，储存备用；

（3）制备废甘油