[发明专利]利用单针藻细胞制备生物柴油的工艺

说明书

本发明属于生物新能源技术领域，公开了利用单针藻细胞制备生物柴油的工艺，其包括如下步骤：利用单针藻细胞制备生物柴油的工艺，其包括如下步骤：步骤1）混合培养单针藻，步骤2）提取油脂，步骤3）制备生物柴油。本发明工艺制备的生物柴油符合相关标准，并且产率高，成本较低。

技术领域

本发明属于藻类技术领域，具体涉及利用单针藻细胞制备生物柴油的工艺。 本案是申请号为2018105111475、申请日为2018年5月25日的发明专利的分案申请。

背景技术

由于大气中二氧化碳的量不断增加，温室效应也在加剧，而化石能源的燃烧加快了这一过程，因此寻找新的可持续的再生能源，可有效减少向大气中排放二氧化碳。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，应该，生物柴油具有广阔的发展前景。

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％，微藻能用海水培养，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，可以大规模培养。目前，最常见的可以规模化培养的藻类有小球藻、杜氏藻、金藻等，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来提高微藻的油脂含量和生长率，例如CN105132404以及CN105132351通过超声波和高温胁迫来刺激藻类细胞产生油脂，在一定程度上提高了油脂含量，具有一定的指导意义；“于海峰等，有机碳源对发状念珠藻单体细胞生长和光合作用的影响. 高校化学工程学报2008年”研究了有机碳源对发状念珠藻细胞生长及光合作用的影响，发现葡萄糖能够极大促进发状念珠藻细胞生长及光合作用。