一种循环利用酒糟养分培养藻类进行生物质油生产的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物工程、化学工程、环境工程以及能源领域，具体地涉及一种循环利用酒糟中的养分培养藻类进行生物质油生产的方法。
【背景技术】
[0002]酒厂通过微生物发酵各类谷物(小麦，大麦，高粱，玉米等)获得各种酒类。发酵液经酒精提取后，剩余的液体称为酒糟废液。酒糟废液有机物含量高，而且由于发酵酿酒过程中产生了各种复杂的生物化学反应，所以酒糟中含有包括核糖核酸、嘧啶、嘌呤等高附加值的成分，因此，酒糟废液的排放不但造成环境污染，而且浪费大量资源。因酒糟含有大量的水分，目前主要进行烘干处理，作为饲料原料加以利用。酒糟成分比较复杂，直接作为饲料使用无法被动物完全消化，因此酒糟饲料只能作为辅料与其他饲料混合后才能使用。而且由于酒糟烘干过程能耗极大，因此将酒糟烘干后直接作为饲料利用的方法，只是一种最初级的利用方式。酒糟的资源化利用价值有待进一步开发。
[0003]藻类是地球上生长最快的生物质之一，与普通陆生植物相比，藻类有更快的生长速度，更短的生长周期，更高的化合作用效率。而且由于藻类的生长不需要利用耕地，不会对现有的粮食生产系统造成影响，因此从藻类生产生物质油具有广阔的利用前景。
[0004]中国专利85104057公开了一种《酒糟的净化与利用》，其在酒糟中加入碳酸钙溶液，用氢氧化钠溶液调节PH到5-7，用食用菌发酵，菌体做药源，上清液二次发酵，二次发酵菌体做饲料，二次发酵上清液用碱调PH到9-10接种蓝藻，或调PH到7接种绿藻，藻体做饲料。其藻类适应性差，藻类利用范围小。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种循环利用酒糟中养分进行藻类培养，并将获得的藻类转化为生物质油的方法。利用这种方法可以使得酒糟废液中的养分得到最大化的利用，由此获得的大量藻类生物质被转化为生物质油，可以为酒厂提供清洁的生产能源。在这一过程中，酒糟废液中的主要养分可以被循环利用，从而实现酒糟废液的绿色可持续的资源化利用。
[0006]本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的:一种循环利用酒糟养分培养藻类进行生物质油生产的方法，包括以下步骤:
A、收集并改良酒糟废液使之适于藻类生长:将酒糟废液通过离心或挤压的方法进行固液分离，得到滤渣和酒糟滤液，通过与其他废水或干净水源进行混合，调节酒糟滤液的化学需氧量为 50-15000mg/L，总有机碳浓度 50_5000mg/L，氨氮 3_800mg/L，总氮 10_1200mg/L，总磷l-200mg/L，pH值为6_9，使之适于各类藻类生长；
B、在开放或者闭合反应器中加入上述的酒糟滤液，接种适于生长的各种藻类的单菌株或者是混合菌株；保持温度在15-45° C，光照强度在3000-12000LUX，培养液在反应器中的流速保持在3-60cm/s的层流范围，并通入含3%-25% 二氧化碳的气体，以保证藻类有足够的碳源进行生长；当藻类生长达到峰值后，利用太阳日照、离心或者皮带干燥机方法对藻类进行收获并去除部分水分，使得藻类的含固率在5-50%之间；
C、将湿藻体置入耐高温高压的不锈钢反应器内，加入0.5%-5%的均相与非均相催化齐U，在180-350° C，压力0.5-20MPa的条件下反应5-120分钟；
D、利用静置沉降、刮撇、离心、己烷或二氯甲烷或甲苯或二甲苯或甲醇或丙醇或丁醇溶剂萃取分离方法将生物质油从反应后的油水混合体系中分离出来；
E、将步骤D中分离得到的水相产物与步骤A中的酒糟滤液混合，在满足步骤A中改良后的酒糟滤液的条件下，重复步骤A到D，从而实现酒糟废液的养分循环，藻类的持续生长，以及生物质油的连续生产。
[0007]上述的一种循环利用酒糟养分培养藻类进行生物质油生产的方法，所述步骤B中菌株包括但不限于蓝藻，绿藻，红藻，褐藻，硅藻，金藻，黄藻，甲藻，轮藻，裸藻，蓝绿藻，螺旋藻，小球藻，葡萄藻，以及各种适于在废水中生长的藻类。
[0008]上述的一种循环利用酒糟养分培养藻类进行生物质油生产的方法，所述步骤B中二氧化碳的气体可以是酿酒厂发酵废气、发电厂废气。
[0009]上述的一种循环利用酒糟养分培养藻类进行生物质油生产的方法，所述步骤C中催化剂包括但不局限于NaOH，Na2CO3, KOH, K2CO3，以及以活性炭或氧化铝载体为基础的钼、钯、镍各种金属催化剂。
[0010]上述的一种循环利用酒糟养分培养藻类进行生物质油生产的方法，所述步骤D中生成的气态产物可以作为藻类生长的碳源，部分替代步骤B中所需的二氧化碳。
[0011]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明具有以下特点:
1、利用微藻富集酒糟废液中的碳、氮、磷等养分，从而可以使得酒糟废液得到处理的同时，获得大量藻类生物质。
[0012]2、获得的藻类生物质被转化为生物质油后，氮，磷等养分存留于水相，从而可以被下一阶段的藻类生长所利用，实现了酒糟废液中养分的循环利用。
[0013]3、直接将湿藻生物质转化为生物质油避免了干燥过程，从而大大减少了传统酒糟利用的能耗。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种循环利用酒糟养分培养藻类进行生物质油生产的方法【具体实施方式】、特征及其功效，详细说明如后。
[0016]参见图1，一种循环利用酒糟养分培养藻类进行生物质油生产的方法，包括以下步骤:
A、收集并改良酒糟废液使之适于藻类生长:将酒糟废液通过离心或挤压的方法进行固液分离，得到滤渣和酒糟滤液，通过与其他废水或干净水源进行混合，调节酒糟滤液的化学需氧量为 50-15000mg/L，总有机碳浓度 50_5000mg/L，氨氮 3_800mg/L，总氮 10_1200mg/L，总磷l-200mg/L，pH值为6_9，使之适于各类藻类生长；
B、在开放或者闭合反应器中加入上述的酒糟滤液，接种适于生长的各种藻类的单菌株或者是混合菌株；保持温度在15-45° C，光照强度在3000-12000LUX，培养液在反应器中的流速保持在3-60cm/s的层流范围，并通入含3%-25% 二氧化碳的气体，以保证藻类有足够的碳源进行生长；当藻类生长达到峰值后，利用太阳日照、离心或者皮带干燥机方法对藻类进行收获并去除部分水分，使得藻类的含固率在5-50%之间；
C、将湿藻体置入耐高温高压的不锈钢反应器内，加入0.5%-5%的均相与非均相催化齐U，在180-350° C，压力0.5-20MPa的条件下反应5-120分钟；
D、利用静置沉降、刮撇、离心、己烷或二氯甲烷或甲苯或二甲苯或甲醇或丙醇或丁醇溶剂萃取分离方法将生物质油从反应后的油水混合体系中分离出来；
E、将步骤D中分离得到的水相产物与步骤A中的酒糟滤液混合，在满足步骤A中改良后的酒糟滤液的条件下，重复步骤A到D，从而实现酒糟废液的养分循环，藻类的持续生长，以及生物质油的连续生产。
[0017]上述的一种循环利用酒糟养分培养藻类进行生物质油生产的方法，所述步骤B中菌株包括但不限于蓝藻，绿藻，红藻，褐藻，硅藻，金藻，黄藻，甲藻，轮藻，裸藻，蓝绿藻，螺旋藻，小球藻，葡萄藻，以及各种适于在废水中生长的藻类。
[0018]上述的一种循环利用酒糟养分培养藻类进行生物质油生产的方法，所述步骤B中二氧化碳的气体可以是酿酒厂发酵废气、发