專利名稱：一種整合式藻類生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生物工程和清潔能源領域，具體涉及藻類生物柴油及藻體發(fā)酵再利用領域。
背景技術：
按，習用一般藻類培養(yǎng)時是直接通入空氣的方式提供二氧化碳，或將火力發(fā)電廠排出的廢氣通入培養(yǎng)槽中，利用空氣當作二氧化碳的來源成本便宜，不受地點的限制，但空氣中二氧化碳的含量低，無法提供足夠的碳源來支持高濃度藻體的生長，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)電廠周邊的地點才能應用這種方法培養(yǎng)藻類，對大多數(shù)沒有發(fā)電廠廢氣供應的培植場并不適用者。其上述習用的技術，改變藻類培養(yǎng)所需的二氧化碳的濃度，會影響藻體生成油脂的含量者。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要目的在于提供一種整合式藻類生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，是將藻類的生成與藻體的發(fā)酵整合成一循環(huán)的系統(tǒng)，讓培養(yǎng)藻類所需的二氧化碳可由藻體發(fā)酵所產生的二氧化碳提供，則藻體發(fā)酵所需的氧氣可經由藻體生成所產生的氧氣供給者。為達前揭之目的，本發(fā)明整合式藻類生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，系用微藻生成所產生的氧氣與藻體發(fā)酵所產生的二氧化碳，相互供給使用，使微藻得到最短的生成時間與藻體在發(fā)酵槽內得到最佳發(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)藻類所需的二氧化碳可由藻體發(fā)酵所產生的二氧化碳提供，則藻體發(fā)酵所需的氧氣可經由藻體生成所產生的氧氣供給者。本發(fā)明是以如下技術方案實現(xiàn)的一種整合式藻類生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，包括微藻的光反應、油脂萃取、 發(fā)酵、副成品制備等步驟。微藻，為經篩選所欲培養(yǎng)，具可生成高濃度油脂的藻類。通常為杜氏藻、小球藻等。光反應器，為培養(yǎng)微藻生成的裝置，可藉由光反應器的運用，控制藻類的照光、碳源供給、溫度、PH值等生長環(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的細胞，約需1. 5 2. OKG的二氧化碳以供生長，較高二氧化碳通氣量可以使藻類的油脂含量提升。所述光反應器中藻類的照光溫度。溫度上升會導致二氧化碳的溶解度下降，影響光合作用以致生長變差，油脂含量亦會隨溫度上升而下降。另有研究顯示，在低溫培養(yǎng)，藻類會為了維持細胞膜的流動性，會增加油脂中的多元不飽和脂肪酸。所述光反應器中藻類生長PH值。藻類培養(yǎng)過程中，各種不同藻類有不同之適合生長PH值，其中二氧化碳的消耗是造成PH值改變的主因。PH值的變化會影響培養(yǎng)基中無機物的溶解度，進而影響藻類代謝。油脂萃取，將經由光反應器培養(yǎng)完成的微藻，進行萃取油脂的動作，微藻經油脂萃取后可產出藻體與油脂，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)酵槽經發(fā)酵動作后產出的固體發(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DHA已被證實可有效預防冠狀動脈、發(fā)炎和一些癌癥等；藻類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；利用藻類固定化技術，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)酵液可制做成有機液態(tài)飼料。食品添加物方面，藻類蛋白可以避免營養(yǎng)不良；被萃取過后的藻類殘渣可以供給漁產養(yǎng)殖業(yè)作為魚蝦之飼料。將光反應器內微藻的生成過程中會產生氧氣，提供給藻體在發(fā)酵槽內發(fā)酵所需損耗的氧氣以增加達到更好的發(fā)酵效果，藻體在發(fā)酵槽內發(fā)酵時產生的二氧化碳，則可供給微藻在光反應器內生長條件下最需要的二氧化碳，使微藻的生長所產生的氧氣與藻體在發(fā)酵槽內發(fā)酵所產生的二氧化碳，兩者所產生的氣體可相互供給，并形成循環(huán)的狀態(tài)，使其縮短藻類成長的天數(shù)并使發(fā)酵槽內可得到最佳發(fā)酵效果。本發(fā)明能夠提高藻類的含油量，從藻類細胞中萃取出油脂轉化成生物柴油，并將萃取過后剩余藻體透過發(fā)酵方式取得醫(yī)藥或保健食品之原料，將最后較沒有利用價值藻體做成飼料或肥料，且微藻生成產生的氧氣與藻體發(fā)酵產生的二氧化碳，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。
具體實施例方式本發(fā)明之整合式藻類生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，其包含微藻1、光反應器 2、油脂萃取3、發(fā)酵槽4、副成品5等；其中微藻1，為經篩選所欲培養(yǎng)，具可生成高濃度油脂的藻類。光反應器2，為培養(yǎng)微藻1生成的裝置，可藉由光反應器2的運用，控制藻類的照光，每Mhr后取樣，利用分光光度計680nm之下測吸光值、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的細胞，約需1. 5 2. OKG的二氧化碳以供生長，較高二氧化碳通氣量可以使藻類的油脂含量提升、溫度，溫度上升會導致二氧化碳的溶解度下降，影響光合作用以致生長變差，油脂含量亦會隨溫度上升而下降。將溫度控制在30°C下培養(yǎng)、PH值調整至7. 0等生長環(huán)境條件，進一步調控微藻1的代謝，使微藻1提高其含油量。油脂萃取3，將經由光反應器2培養(yǎng)完成的微藻1，進行萃取油脂的動作，微藻1經油脂萃取3后可產出藻體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經發(fā)酵動作后產出的固體發(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可制做成有機液態(tài)飼料53。使用實施整合式藻類生殖柴油及藻體發(fā)酵再利用方法時，[請參閱圖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置入光反應器2內，讓微藻1可藉由光反應器2，可藉由光反應器的運用，控制藻類的照光、碳源供給、溫度、PH值等生長環(huán)境條件，進一步調控藻類的代謝，使藻類提高其含油量，使微藻1于油脂生成時，得以生成具有高濃度的油脂，將經光反應器2生成完成的微藻1，置入萃取油脂的裝置內進行油脂萃取 3的動作，經油脂萃取3動作后可得具有豐富的多醣體與蛋白質的藻體31，及微藻1內所含高濃度的油脂32，高濃度的油脂32可轉換成生物柴油，將藻體31置入發(fā)酵槽4內進行分解發(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可制做成有機液態(tài)飼料53等副成品，將微藻1的生成過程中產生的氧氣21，提供給藻體31在發(fā)酵槽4內發(fā)酵所需損耗的氧氣，以增加達到更好的發(fā)酵效果；藻體31在發(fā)酵槽4內發(fā)酵時產生的二氧化碳43，則可供給微藻1在光反應器2內生長條件下最需要的二氧化碳，使微藻1的生長所產生的氧氣21與藻體31在發(fā)酵槽4內發(fā)酵所產生的二氧化碳43，兩者所產生的氣體可相互供給，并形成循環(huán)的狀態(tài)，使其縮短藻類成長的天數(shù)并使發(fā)酵槽4內可得到最佳發(fā)酵效果。本發(fā)明優(yōu)點在于，利用光反應器2與發(fā)酵槽4，將微藻1生長所產生的氧氣21，可與藻體31發(fā)酵產生的二氧化碳43，相互傳輸供給所需之氣體，使光反應器2與發(fā)酵槽4的運作形成一循環(huán)的狀態(tài)。唯以上所述者，僅為本發(fā)明之一較佳實施例而已，當不能以之限定本發(fā)明之范圍。 即大凡依本發(fā)明申請專利范圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明專利涵蓋之范圍內。
權利要求
1.一種整合式藻類生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，其特征在于使微藻生長所產生的氧氣與藻體在發(fā)酵槽內發(fā)酵產生的二氧化碳相互供給，形成循環(huán)狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于包含微藻的光反應、油脂萃取、發(fā)酵及副成品生成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于光反應中碳源供給的二氧化碳，碳占了微藻干重的40% 50%。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于光反應中藻類的照光溫度控制在 30°C下培養(yǎng)。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于光反應中藻類生長PH值調整為7.0。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于由發(fā)酵槽經發(fā)酵后產出固體發(fā)酵物和發(fā)酵液。
7.根據(jù)權利要求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)權利要求6所述的方法，其特征在于發(fā)酵液制做成有機液態(tài)飼料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種整合式藻類生物柴油及藻體發(fā)酵再利用方法，包含微藻的光反應、油脂萃取、發(fā)酵、副成品生成等步驟，其特征在于，用微藻生長所產生的氧氣來供給藻體的發(fā)酵，反之，藻體發(fā)酵產生的二氧化碳則供給微藻生長所需的二氧化碳碳源，使光反應器與發(fā)酵槽的運作形成一循環(huán)的狀態(tài)。
文檔編號C05F5/00GK102260543SQ201010184198
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權日2010年5月27日
發(fā)明者李順來, 褚俊杰, 謝曉惠, 鄭嘉惠 申請人:中美生物資源股份有限公司