專(zhuān)利名稱(chēng)：一種整合式藻類(lèi)生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物工程和清潔能源領(lǐng)域，具體涉及藻類(lèi)生物柴油及藻體發(fā)酵再利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
按，習(xí)用一般藻類(lèi)培養(yǎng)時(shí)是直接通入空氣的方式提供二氧化碳，或?qū)⒒鹆Πl(fā)電廠排出的廢氣通入培養(yǎng)槽中，利用空氣當(dāng)作二氧化碳的來(lái)源成本便宜，不受地點(diǎn)的限制，但空氣中二氧化碳的含量低，無(wú)法提供足夠的碳源來(lái)支持高濃度藻體的生長(zhǎng)，火力發(fā)電廠排出的廢氣中含有高濃度的二氧化碳，但只有位于火力發(fā)電廠周邊的地點(diǎn)才能應(yīng)用這種方法培養(yǎng)藻類(lèi)，對(duì)大多數(shù)沒(méi)有發(fā)電廠廢氣供應(yīng)的培植場(chǎng)并不適用者。其上述習(xí)用的技術(shù)，改變?cè)孱?lèi)培養(yǎng)所需的二氧化碳的濃度，會(huì)影響藻體生成油脂的含量者。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于提供一種整合式藻類(lèi)生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，是將藻類(lèi)的生成與藻體的發(fā)酵整合成一循環(huán)的系統(tǒng)，讓培養(yǎng)藻類(lèi)所需的二氧化碳可由藻體發(fā)酵所產(chǎn)生的二氧化碳提供，則藻體發(fā)酵所需的氧氣可經(jīng)由藻體生成所產(chǎn)生的氧氣供給者。為達(dá)前揭之目的，本發(fā)明整合式藻類(lèi)生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，系用微藻生成所產(chǎn)生的氧氣與藻體發(fā)酵所產(chǎn)生的二氧化碳，相互供給使用，使微藻得到最短的生成時(shí)間與藻體在發(fā)酵槽內(nèi)得到最佳發(fā)酵效果，而形成循環(huán)的生成流程。本發(fā)明將藻類(lèi)的生成與藻體的發(fā)酵整合成一循環(huán)的系統(tǒng)，讓培養(yǎng)藻類(lèi)所需的二氧化碳可由藻體發(fā)酵所產(chǎn)生的二氧化碳提供，則藻體發(fā)酵所需的氧氣可經(jīng)由藻體生成所產(chǎn)生的氧氣供給者。本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種整合式藻類(lèi)生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，包括微藻的光反應(yīng)、油脂萃取、 發(fā)酵、副成品制備等步驟。微藻，為經(jīng)篩選所欲培養(yǎng)，具可生成高濃度油脂的藻類(lèi)。通常為杜氏藻、小球藻等。光反應(yīng)器，為培養(yǎng)微藻生成的裝置，可藉由光反應(yīng)器的運(yùn)用，控制藻類(lèi)的照光、碳源供給、溫度、PH值等生長(zhǎng)環(huán)境條件，使微藻提高其含油量。所述碳源供給的二氧化碳。碳占了微藻干重的40% 50%，若以二氧化碳作為碳源，欲生成IKG的細(xì)胞，約需1. 5 2. OKG的二氧化碳以供生長(zhǎng)，較高二氧化碳通氣量可以使藻類(lèi)的油脂含量提升。所述光反應(yīng)器中藻類(lèi)的照光溫度。溫度上升會(huì)導(dǎo)致二氧化碳的溶解度下降，影響光合作用以致生長(zhǎng)變差，油脂含量亦會(huì)隨溫度上升而下降。另有研究顯示，在低溫培養(yǎng)，藻類(lèi)會(huì)為了維持細(xì)胞膜的流動(dòng)性，會(huì)增加油脂中的多元不飽和脂肪酸。所述光反應(yīng)器中藻類(lèi)生長(zhǎng)PH值。藻類(lèi)培養(yǎng)過(guò)程中，各種不同藻類(lèi)有不同之適合生長(zhǎng)PH值，其中二氧化碳的消耗是造成PH值改變的主因。PH值的變化會(huì)影響培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)物的溶解度，進(jìn)而影響藻類(lèi)代謝。油脂萃取，將經(jīng)由光反應(yīng)器培養(yǎng)完成的微藻，進(jìn)行萃取油脂的動(dòng)作，微藻經(jīng)油脂萃取后可產(chǎn)出藻體與油脂，油脂再用于制備生物柴油。發(fā)酵槽，將藻體分解發(fā)酵生成固體發(fā)酵物與發(fā)酵液，固體發(fā)酵物與發(fā)酵液再制作成副成品。副成品，由發(fā)酵槽經(jīng)發(fā)酵動(dòng)作后產(chǎn)出的固體發(fā)酵物與發(fā)酵液所制做成，其固體發(fā)酵物可制做成保健食品與肥料如醫(yī)療方面如藻類(lèi)DHA已被證實(shí)可有效預(yù)防冠狀動(dòng)脈、發(fā)炎和一些癌癥等；藻類(lèi)中的丙三醇可用于化妝品；市面上盛行的螺旋藻健康食品亦屬此類(lèi)；利用藻類(lèi)固定化技術(shù)，可用于移除水中重金屬、銨鹽、磷酸鹽，避免湖泊優(yōu)養(yǎng)化；及其它如生化肥料以及廢氣廢水處理，其發(fā)酵液可制做成有機(jī)液態(tài)飼料。食品添加物方面，藻類(lèi)蛋白可以避免營(yíng)養(yǎng)不良；被萃取過(guò)后的藻類(lèi)殘?jiān)梢怨┙o漁產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)作為魚(yú)蝦之飼料。將光反應(yīng)器內(nèi)微藻的生成過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氧氣，提供給藻體在發(fā)酵槽內(nèi)發(fā)酵所需損耗的氧氣以增加達(dá)到更好的發(fā)酵效果，藻體在發(fā)酵槽內(nèi)發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳，則可供給微藻在光反應(yīng)器內(nèi)生長(zhǎng)條件下最需要的二氧化碳，使微藻的生長(zhǎng)所產(chǎn)生的氧氣與藻體在發(fā)酵槽內(nèi)發(fā)酵所產(chǎn)生的二氧化碳，兩者所產(chǎn)生的氣體可相互供給，并形成循環(huán)的狀態(tài)，使其縮短藻類(lèi)成長(zhǎng)的天數(shù)并使發(fā)酵槽內(nèi)可得到最佳發(fā)酵效果。本發(fā)明能夠提高藻類(lèi)的含油量，從藻類(lèi)細(xì)胞中萃取出油脂轉(zhuǎn)化成生物柴油，并將萃取過(guò)后剩余藻體透過(guò)發(fā)酵方式取得醫(yī)藥或保健食品之原料，將最后較沒(méi)有利用價(jià)值藻體做成飼料或肥料，且微藻生成產(chǎn)生的氧氣與藻體發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳，可相互供給使用，使微藻的生成與藻體的發(fā)酵可形成循環(huán)的生成流程者。


圖1 本發(fā)明之培養(yǎng)整合流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明之整合式藻類(lèi)生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，其包含微藻1、光反應(yīng)器 2、油脂萃取3、發(fā)酵槽4、副成品5等；其中微藻1，為經(jīng)篩選所欲培養(yǎng)，具可生成高濃度油脂的藻類(lèi)。光反應(yīng)器2，為培養(yǎng)微藻1生成的裝置，可藉由光反應(yīng)器2的運(yùn)用，控制藻類(lèi)的照光，每Mhr后取樣，利用分光光度計(jì)680nm之下測(cè)吸光值、碳源供給，碳占了微藻干重的 40% 50%，若以二氧化碳作為碳源，欲生成IKG的細(xì)胞，約需1. 5 2. OKG的二氧化碳以供生長(zhǎng)，較高二氧化碳通氣量可以使藻類(lèi)的油脂含量提升、溫度，溫度上升會(huì)導(dǎo)致二氧化碳的溶解度下降，影響光合作用以致生長(zhǎng)變差，油脂含量亦會(huì)隨溫度上升而下降。將溫度控制在30°C下培養(yǎng)、PH值調(diào)整至7. 0等生長(zhǎng)環(huán)境條件，進(jìn)一步調(diào)控微藻1的代謝，使微藻1提高其含油量。油脂萃取3，將經(jīng)由光反應(yīng)器2培養(yǎng)完成的微藻1，進(jìn)行萃取油脂的動(dòng)作，微藻1經(jīng)油脂萃取3后可產(chǎn)出藻體31與油脂32，油脂32再用于制備生物柴油。發(fā)酵槽4，將藻體31所分解發(fā)酵生成的固體發(fā)酵物41與發(fā)酵液42制作成副成品5。副成品5，由發(fā)酵槽4經(jīng)發(fā)酵動(dòng)作后產(chǎn)出的固體發(fā)酵物41與發(fā)酵液42所制做成， 其固體發(fā)酵物41可制做成保健食品51與肥料52，其發(fā)酵液42可制做成有機(jī)液態(tài)飼料53。使用實(shí)施整合式藻類(lèi)生殖柴油及藻體發(fā)酵再利用方法時(shí)，[請(qǐng)參閱圖1]首先選擇所欲培養(yǎng)含高濃度油脂的微藻1，將所選定培養(yǎng)的微藻1置入光反應(yīng)器2內(nèi)，讓微藻1可藉由光反應(yīng)器2，可藉由光反應(yīng)器的運(yùn)用，控制藻類(lèi)的照光、碳源供給、溫度、PH值等生長(zhǎng)環(huán)境條件，進(jìn)一步調(diào)控藻類(lèi)的代謝，使藻類(lèi)提高其含油量，使微藻1于油脂生成時(shí)，得以生成具有高濃度的油脂，將經(jīng)光反應(yīng)器2生成完成的微藻1，置入萃取油脂的裝置內(nèi)進(jìn)行油脂萃取 3的動(dòng)作，經(jīng)油脂萃取3動(dòng)作后可得具有豐富的多醣體與蛋白質(zhì)的藻體31，及微藻1內(nèi)所含高濃度的油脂32，高濃度的油脂32可轉(zhuǎn)換成生物柴油，將藻體31置入發(fā)酵槽4內(nèi)進(jìn)行分解發(fā)酵，可得固體發(fā)酵物41和發(fā)酵液42，其固體發(fā)酵物41可制做成保健食品51和肥料52， 其發(fā)酵液42可制做成有機(jī)液態(tài)飼料53等副成品，將微藻1的生成過(guò)程中產(chǎn)生的氧氣21，提供給藻體31在發(fā)酵槽4內(nèi)發(fā)酵所需損耗的氧氣，以增加達(dá)到更好的發(fā)酵效果；藻體31在發(fā)酵槽4內(nèi)發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳43，則可供給微藻1在光反應(yīng)器2內(nèi)生長(zhǎng)條件下最需要的二氧化碳，使微藻1的生長(zhǎng)所產(chǎn)生的氧氣21與藻體31在發(fā)酵槽4內(nèi)發(fā)酵所產(chǎn)生的二氧化碳43，兩者所產(chǎn)生的氣體可相互供給，并形成循環(huán)的狀態(tài)，使其縮短藻類(lèi)成長(zhǎng)的天數(shù)并使發(fā)酵槽4內(nèi)可得到最佳發(fā)酵效果。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于，利用光反應(yīng)器2與發(fā)酵槽4，將微藻1生長(zhǎng)所產(chǎn)生的氧氣21，可與藻體31發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳43，相互傳輸供給所需之氣體，使光反應(yīng)器2與發(fā)酵槽4的運(yùn)作形成一循環(huán)的狀態(tài)。唯以上所述者，僅為本發(fā)明之一較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明之范圍。 即大凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所作之均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專(zhuān)利涵蓋之范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種整合式藻類(lèi)生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，其特征在于使微藻生長(zhǎng)所產(chǎn)生的氧氣與藻體在發(fā)酵槽內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳相互供給，形成循環(huán)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包含微藻的光反應(yīng)、油脂萃取、發(fā)酵及副成品生成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于光反應(yīng)中碳源供給的二氧化碳，碳占了微藻干重的40% 50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于光反應(yīng)中藻類(lèi)的照光溫度控制在 30°C下培養(yǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于光反應(yīng)中藻類(lèi)生長(zhǎng)PH值調(diào)整為7.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于由發(fā)酵槽經(jīng)發(fā)酵后產(chǎn)出固體發(fā)酵物和發(fā)酵液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于發(fā)酵物制做成保健食品和肥料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于發(fā)酵液制做成有機(jī)液態(tài)飼料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種整合式藻類(lèi)生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，包含微藻的光反應(yīng)、油脂萃取、發(fā)酵、副成品生成等步驟，其特征在于，用微藻生長(zhǎng)所產(chǎn)生的氧氣來(lái)供給藻體的發(fā)酵，反之，藻體發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳則供給微藻生長(zhǎng)所需的二氧化碳碳源，使光反應(yīng)器與發(fā)酵槽的運(yùn)作形成一循環(huán)的狀態(tài)。
文檔編號(hào)C05F5/00GK102260543SQ201010184198
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者李順來(lái), 褚俊杰, 謝曉惠, 鄭嘉惠 申請(qǐng)人:中美生物資源股份有限公司