[发明专利]蛋白核小球藻细胞利用木薯渣为主要原料制备生物柴油的方法

说明书

本发明属于生物能源技术领域，公开了蛋白核小球藻细胞利用木薯渣为主要原料制备生物柴油的方法，其包括如下步骤：步骤1）微生物混合培养，步骤2）提取油脂，步骤3）制备生物柴油。本发明方法降低了成本，并且油脂产量提高。本发明制备的生物柴油产率和品质高，可以作为柴油替代品的理想物质。

技术领域

本发明属于生物新能源技术领域，具体涉及蛋白核小球藻细胞利用木薯渣为主要原料制备生物柴油的方法。本案是申请号为2018105111460、申请日为2018年5月25日的发明专利的分案申请。

背景技术

生物柴油是一种长链脂肪酸酯类物质，是通过短链醇类物质(甲醇或者乙醇)与某些脂油类物质反应得到的产物。生物柴油最常用的生产方法是酯交换法，即在植物油脂中加入一定量的甲醇，加热至一定温度。在催化剂(酸或碱)作用下反应生成脂肪酸甲酯，并分离出副产品甘油的过程。作为可替代石化柴油的清洁生物燃料，生物柴油的使用性能与现用石化柴油基本相当，且具有更好的性能，包括：生物降解性高，环保性能好，具备较好的低温发动机启动功能和润滑功能，闪电高，安全性能好，具备可再生性能，有广阔的发展前景。

目前生物柴油的生产方法主要包括物理法和化学法，最为常用的是化学法。化学法是将动植物油脂进行化学转化，改变其分子结构，从根本上改变其流动性和黏度，因而使制得的生物柴油有类似于石化柴油的动力特性和燃烧特性。油脂的来源是目前研究的重点，主要来源包括：植物来源，动物来源以及藻类来源。植物来源是利用油菜籽、大豆、花生以及各种油料作物所提取的油脂为原料；动物来源是利用猪油、牛油以及羊油等动物脂肪或餐饮废弃油脂；藻类来源，微藻在生长过程可合成大量油脂，微藻油脂属于单细胞油脂，其主要组分是甘油和脂肪酸，是由微藻在一定的条件下，利用碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂作为碳源，在藻体内合成的，主要作为生物膜组分、代谢物和能量来源。由于植物来源，动物来源，原料生命周期长，资源总量不足，经济效益低，以及其对农产品价格、耕地资源、粮食安全的影响，制约了生物柴油的发展。相对于传统的植物来源以及动物来源生物柴油原料，微藻具有分布广泛、生长周期短、生物量大、环境适应能力强、油脂含量高、不与粮争地、不与人争粮等巨大优势，受到科研人员的大力追捧，被认为是解决目前生物柴油原料不足的重要途径之一。目前，藻类来源的油脂是研究的热点。作为新一代生物柴油原料，微藻拥有很多优势。藻类种类繁多，广泛分布于淡水和海水中。全球已经鉴定的微藻有几万种，而且其数量还在不断增加。相对于传统的油料作物，微藻具有生物量大、生长周期短。微藻的生长速率远远高于陆生作物，一般微藻在24h内其生物量就可以加倍，在指数生长期的生物量倍增时间一般为3-5h。微藻油的成分与植物油相似，是植物油的替代品，可直接运用现有技术生产生物柴油。正常培养条件下，一般微藻的含油量都可达20％～50％，部分微藻还能用海水培养，能耐受沙漠、干旱地、半干旱地等极端环境，不占用耕地，因此不会对粮食作物的生产构成威胁。微藻能吸收并利用工农业生产中排放出的大量C02和氮化物或从废水中取得氮、磷等，有利于改善环境。

微藻的生物化学成分可以通过环境条件的改变加以调节，从而提高含油量。浙江地区藻类品种丰富，具备进行藻类生产生物柴油研究的天然有利条件。目前利用藻类生产柴油产业化最大的问题是，如何降低培养成本以及提高产油率。由于不同种类微藻的油脂含量及生长能力存在差异，在进行微藻培养之前需要对微藻种类进行筛选。选择的微藻菌株必须具有高生产力和高的油脂含量，有较强的抗污能力，并且能够适应环境的变化。最常见的微藻有小球藻、杜氏藻、微拟球藻、紫球藻、栅藻等，因其本身较高的油脂含量和生长率常被用于微藻生物柴油的生产。但是也有许多研究者通过改变微藻的生长环境或利用基因工程来提高微藻的油脂含量和生长率。