一种利用水稻秸秆生产生物柴油的新方法与流程

文档序号:11272053阅读:770来源:国知局

本发明涉及新能源领域,尤其涉及一种利用水稻秸秆生产生物柴油的新方法。



背景技术:

能源是所有生命存在的基础,当前我们生活所消耗的能源主要是化石能源,然而化石能源的开采利用并非长久之计。我国石油、煤炭、电力供应紧张等能源问题日益凸现,能源短缺已经成为了制约我国经济发展的瓶颈。因此,开发经济可行、环境友好的新型能源对人类的未来发展迫在眉睫。

目前应用较多的酯化法制备生物柴油不仅需要大规模种植油料作物,还要对油料作物进行各种物理化学处理,反应过程中使用过量的甲醇和游离脂肪酸会严重影响生物柴油产率及品质,废碱、酸液排放容易对环境造成二次污染。况且我国不是油料作物种植大国,而且地少人多、耕地紧张,不能大面积种植油料作物。



技术实现要素:

本发明提出了一种利用水稻秸秆生产生物柴油的新方法,本发明利用现代生物技术将废弃水稻秸秆转化为生物柴油,不仅可以作为新资源、新能源,同时也可以缓解农作物资源对环境污染的问题。

本发明提出的一种利用水稻秸秆生产生物柴油的新方法,包括如下步骤:

s1、木霉、米曲霉和黄孢原毛平革菌以90∶8∶2的比例混合,以水稻秸秆为底物,28-30℃,不控湿,封闭式静止发酵4天,得到水稻秸秆水解液;

s2、以水稻秸秆水解液为底物,利用发酵丝孢酵母进行液态发酵,25-28℃发酵8天,ph为6.5,得到以多不饱和脂肪酸为成分的微生物油脂。

s3、以构建的具有脂肪酸乙酯合成能力的大肠杆菌同源重组菌为发酵菌株,采用s1制备的水稻秸秆水解液为糖液及s2得到的微生物油脂为脂肪酸来源进行生物柴油制备。原料成分为水稻秸秆水解液(糖量)4%,微生物油脂1%,蛋白胨1%,酵母膏0.5%,氯化钠1%,ph为7.0。在37℃下培养5小时后,加入0.1mmiptg,不通气,搅拌速度为100r/min,发酵培养48小时。

优选地,s1中,木霉、米曲霉和黄孢原毛平革菌以90∶8∶2的比例混合,以水稻秸秆为底物,得到水稻秸秆水解液。

优选地,s2中,以水稻秸秆水解液为底物,利用发酵丝孢酵母进行液态发酵,获得微生物油脂。

优选地,s3中,以水稻秸秆水解液为糖液及发酵得到的微生物油脂为脂肪酸来源进行生物柴油制备。

本发明中,以我国丰富的农业废弃秸秆为原料生产生物柴油,原料成本大大降低;发酵设备要求不高,不需要催化剂,生产成本低;在生产过程中不需要直接供给植物油脂,不占用耕地资源;不使用甲醇以及一些化学催化剂,不会对环境造成污染,也不会对生产人员造成潜在危害。生物柴油各项指标符合国际生物柴油标准。

具体实施方式

下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种利用水稻秸秆生产生物柴油的新方法,包括如下步骤:

s1、木霉、米曲霉和黄孢原毛平革菌以90∶8∶2的比例混合,以水稻秸秆为底物,28℃,不控湿,封闭式静止发酵4天,得到水稻秸秆水解液;

s2、以水稻秸秆水解液为底物,利用发酵丝孢酵母进行液态发酵,25℃发 酵8天,ph为6.5,得到以多不饱和脂肪酸为成分的微生物油脂。

s3、以构建的具有脂肪酸乙酯合成能力的大肠杆菌同源重组菌为发酵菌株,采用s1制备的水稻秸秆水解液为糖液及s2得到的微生物油脂为脂肪酸来源进行生物柴油制备。原料成分为水稻秸秆水解液(糖量)4%,微生物油脂1%,蛋白胨1%,酵母膏0.5%,氯化钠1%,ph为7.0。在37℃下培养5小时后,加入0.1mmiptg,不通气,搅拌速度为100r/min,发酵培养48小时。

实施例2

一种利用水稻秸秆生产生物柴油的新方法,包括如下步骤:

s1、木霉、米曲霉和黄孢原毛平革菌以90∶8∶2的比例混合,以水稻秸秆为底物,30℃,不控湿,封闭式静止发酵4天,得到水稻秸秆水解液;

s2、以水稻秸秆水解液为底物,利用发酵丝孢酵母进行液态发酵,26℃发酵8天,ph为6.5,得到以多不饱和脂肪酸为成分的微生物油脂。

s3、以构建的具有脂肪酸乙酯合成能力的大肠杆菌同源重组菌为发酵菌株,采用s1制备的水稻秸秆水解液为糖液及s2得到的微生物油脂为脂肪酸来源进行生物柴油制备。原料成分为水稻秸秆水解液(糖量)4%,微生物油脂1%,蛋白胨1%,酵母膏0.5%,氯化钠1%,ph为7.0。在37℃下培养5小时后,加入0.1mmiptg,不通气,搅拌速度为100r/min,发酵培养48小时。

实施例3

一种利用水稻秸秆生产生物柴油的新方法,包括如下步骤:

s1、木霉、米曲霉和黄孢原毛平革菌以90∶8∶2的比例混合,以水稻秸秆为底物,29℃,不控湿,封闭式静止发酵4天,得到水稻秸秆水解液;

s2、以水稻秸秆水解液为底物,利用发酵丝孢酵母进行液态发酵,28℃发酵8天,ph为6.5,得到以多不饱和脂肪酸为成分的微生物油脂。

s3、以构建的具有脂肪酸乙酯合成能力的大肠杆菌同源重组菌为发酵菌株,采用s1制备的水稻秸秆水解液为糖液及s2得到的微生物油脂为脂肪酸来源进行生物柴油制备。原料成分为水稻秸秆水解液(糖量)4%,微生物油脂1%,蛋白胨1%,酵母膏0.5%,氯化钠1%,ph为7.0。在37℃下培养5小时后,加入0.1mmiptg,不通气,搅拌速度为100r/min,发酵培养48小时。

处理效果:混菌固态发酵水稻秸秆生产的小分子糖转化率最高可达到85%;发酵丝孢酵母利用水稻秸秆水解液进行液体深层发酵,最大油脂含量(多不饱和脂肪酸组分占65%左右)最高可达到44.8%,油脂产量高达12.8g/l,碳源转化率为68.4%;同源重组菌生产生物柴油的产量为2.81g/l,油脂转化为生物柴油的转化率为28.1%,碳源转化率达到75%。生产的生物柴油主要成分为油酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、棕榈酸乙酯和十六碳烯酸乙酯,各项指标符合国际生物柴油标准。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种利用水稻秸秆生产生物柴油的新方法,包括如下步骤:木霉、米曲霉和黄孢原毛平革菌以90∶8∶2的比例混合进行固态发酵,28‑30℃,不控湿封闭式静止发酵4天,将水稻秸秆转化为各种小分子糖类;然后通过发酵丝孢酵母在25‑28℃利用上述秸秆水解液为原料发酵生产多不饱和脂肪酸;最后利用构建的具有脂肪酸乙酯(即生物柴油)合成能力的大肠杆菌同源重组菌,采用上述制备的水稻秸秆水解液为糖液及不饱和脂肪酸为原料进行生物柴油制备。气相色谱分析表明发酵获得的生物柴油主要成分为油酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、棕榈酸乙酯和十六碳烯酸乙酯。生产获得的生物柴油各项指标符合国际生物柴油标准。

技术研发人员:金丹凤
受保护的技术使用者:金丹凤
技术研发日:2016.03.17
技术公布日:2017.09.26
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