專利名稱：農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬生物發(fā)酵生產(chǎn)油脂技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著近年來(lái)能源危機(jī)的爆發(fā)，原油價(jià)格上漲，利用可再生的生物資源生產(chǎn)生物燃 料已經(jīng)成為全球能源行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。尤其是利用農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)生物燃料，不僅降低了 原材料成本，同時(shí)也是解決環(huán)境與資源問題的重要舉措。發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂的菌種有多種，主要有油脂酵母，斯達(dá)氏油脂酵母，粘紅酵 母，紅冬孢酵母，皮狀絲孢酵母，利用碳水化合物轉(zhuǎn)化為脂肪酸甘油酯，并貯存在菌體內(nèi)，稱 為微生物油脂，以區(qū)別通過傳統(tǒng)油料植物獲取的植物油。高產(chǎn)油微生物能在菌體內(nèi)積累含 量超過細(xì)胞干重70%的油脂，且脂肪酸組成和常見植物油相似，仍以16碳和18碳系脂肪酸為主。以廉價(jià)的生物質(zhì)農(nóng)林廢棄物為原料，采用發(fā)酵法制備油脂，為生物柴油及油脂化 工產(chǎn)業(yè)提供新的油脂來(lái)源，這對(duì)于保障我國(guó)生物柴油產(chǎn)業(yè)和油脂化工行業(yè)健康發(fā)展都具有 重要的意義。但是，目前還沒有一種有效的技術(shù)將生物質(zhì)農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化成油脂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種有效地、可產(chǎn)業(yè)化地通過微生物的作用將生物質(zhì)農(nóng)林 廢棄物轉(zhuǎn)化成微生物油脂產(chǎn)物的農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，依次包括酶解過程、液體種子制備過程、發(fā)酵過程、生物油 脂提取過程，酶解過程是采用纖維素酶制劑對(duì)纖維質(zhì)農(nóng)林廢棄物進(jìn)行酶解來(lái)獲得酶解液； 液體種子制備過程包括往濃度為50-200g/L的酶解液中，加入尿素、豆粕中的一種獲得兩 種混合物，尿素、豆粕中的一種獲得兩種混合物的用量為2-10g/L，加入無(wú)機(jī)鹽離子MgSO4 0. 5-1. 5g/L, KH2PO4 2-3g/L, ZnSO4 2_6mg/L，MnCl2 0. 1-0. 3umol/L, CuSO4 0. 1-0. 3mg/L, 調(diào)pH5. 0-7. 0，接入產(chǎn)油微生物菌株，在搖床作用下常溫培養(yǎng)48 96h，制得液體種子；發(fā) 酵過程包括往濃度為50-200g/L的酶解液中，加入尿素、豆粕中的一種獲得兩種混合物，尿 素、豆粕中的一種獲得兩種混合物的用量為2-10g/L，加入無(wú)機(jī)鹽離子MgSO4 0. 5-1. 5g/L， KH2P042-3g/L, ZnSO4 2_6mg/L，MnCl2 0. 1-0. 3umol/L, CuSO4 0. 1-0. 3mg/L，調(diào) ρΗ5· 0-7. 0，接 入液體種子量5-20wt%，在搖床作用下常溫培養(yǎng)48 96h，獲得發(fā)酵液；生物油脂提取過 程包括通過離心作用從發(fā)酵液中收集菌體，然后采用超聲波細(xì)胞破碎方式破碎菌體細(xì)胞， 以有機(jī)溶劑提取細(xì)胞破碎后油脂，有機(jī)溶劑是氯仿、甲醇的混合物，氯仿、甲醇的重量比是 1 1-3，提取油脂后的提取液通過減壓蒸發(fā)回收溶劑，得生物油脂，或者有機(jī)溶劑是乙醚、 乙醇的混合物，乙醚、乙醇的重量比是1 1-3，提取油脂后的提取液經(jīng)振蕩后靜置，然后通 過離心方式取上清，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或者減壓蒸餾方式回收乙醚乙醇，得生物油脂。發(fā)酵廢棄物中廢液用于生產(chǎn)沼氣，廢渣用于生產(chǎn)飼料。這里，酶解過程包括纖維質(zhì)農(nóng)林廢棄物用清水清洗干凈后，將其粉碎，10-40目過篩，過篩后的原料加水至沒過原料，加熱至180-20(TC，保溫5-60分鐘，之后補(bǔ)充水，使料水 重量比為1 5-1 10，調(diào)節(jié)pH至5-6，溫度至30-50°C，加入纖維素酶制劑10-25μβ/^， 迅速混勻，酶解60-80小時(shí)。液體種子制備過程、發(fā)酵過程中的搖床轉(zhuǎn)速為100-300r/min，培養(yǎng)的環(huán)境溫度為 25 35 。離心收集菌體過程中的離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3000-6000rpm，離心作用時(shí)間為5_15min。
纖維質(zhì)農(nóng)林廢棄物是甘蔗渣、木屑、秸稈中的一種以上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是有效地、可產(chǎn)業(yè)化地通過微生物的作用將生物質(zhì)農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化 成微生物油脂產(chǎn)物，而且環(huán)保，不會(huì)污染環(huán)境。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明依次包括酶解過程、液體種子制備過程、發(fā)酵過程、生物油脂提取過程，酶 解過程酶解過程包括纖維質(zhì)農(nóng)林廢棄物用清水清洗干凈后，將其粉碎，10-40目過篩，過篩 后的原料加水至沒過原料，加熱至180-20(TC，保溫5-60分鐘，之后補(bǔ)充水，使料水重量 比為1 5-1 10，調(diào)節(jié)pH至5-6，溫度至30-50°C，加入纖維素酶制劑10-25μβ/^，迅 速混勻，酶解60-80小時(shí)獲得酶解液；液體種子制備過程包括往濃度為50-200g/L的酶解 液中，加入尿素、豆粕中的一種獲得兩種混合物，尿素、豆粕中的一種獲得兩種混合物的用 量為 2-10g/L，加入無(wú)機(jī)鹽離子 MgSO4O. 5-1. 5g/L，KH2PO4 2_3g/L，ZnSO4 2_6mg/L，MnCl2 0. l-o. 3umol/L, CuSO4 0. 1-0. 3mg/L,調(diào)pH5. 0-7. 0，接入產(chǎn)油微生物菌株，在搖床作用下 常溫培養(yǎng)48 96h，制得液體種子，搖床轉(zhuǎn)速為100-300r/min，培養(yǎng)的環(huán)境溫度為25 350C ；發(fā)酵過程包括往濃度為50-200g/L的酶解液中，加入尿素、豆粕中的一種獲得兩種 混合物，尿素、豆粕中的一種獲得兩種混合物的用量為2-10g/L，加入無(wú)機(jī)鹽離子MgSO4 0. 5-1. 5g/L, KH2PO4 2-3g/L, ZnSO4 2_6mg/L，MnCl2 0. 1-0. 3umol/L, CuSO4 0. l_0.3mg/L，調(diào) pH5. 0-7. 0，接入液體種子量5-20wt %，在搖床作用下常溫培養(yǎng)48 96h，獲得發(fā)酵液，搖床 轉(zhuǎn)速為100-300r/min，培養(yǎng)的環(huán)境溫度為25 35°C ；生物油脂提取過程包括通過離心作用 從發(fā)酵液中收集菌體，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3000-6000rpm，離心作用時(shí)間為5-15min，然后采用超 聲波細(xì)胞破碎方式破碎菌體細(xì)胞，以有機(jī)溶劑提取細(xì)胞破碎后油脂，有機(jī)溶劑是氯仿、甲醇 的混合物，氯仿、甲醇的重量比是1 1-3，提取油脂后的提取液通過減壓蒸發(fā)回收溶劑，得 生物油脂，或者有機(jī)溶劑是乙醚、乙醇的混合物，乙醚、乙醇的重量比是1 1-3，提取油脂 后的提取液經(jīng)振蕩后靜置，然后通過離心方式取上清，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或者減壓蒸餾方式回 收乙醚乙醇，得生物油脂。纖維質(zhì)農(nóng)林廢棄物是甘蔗渣、木屑、秸稈中的一種以上。發(fā)酵廢棄物中廢液用于生產(chǎn)沼氣，廢渣用于生產(chǎn)飼料。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于依次包括酶解過程、液體 種子制備過程、發(fā)酵過程、生物油脂提取過程，酶解過程是采用纖維素酶制劑對(duì)纖維質(zhì) 農(nóng)林廢棄物進(jìn)行酶解來(lái)獲得酶解液；液體種子制備過程包括往濃度為50-200g/L的酶 解液中，加入尿素、豆粕中的一種獲得兩種混合物，尿素、豆粕中的一種獲得兩種混合物 的用量為 2-10g/L，加入無(wú)機(jī)鹽離子 MgSO4 0. 5-1. 5g/L, KH2PO4 2_3g/L，ZnSO4 2_6mg/L， MnCl2O. 1-0. 3umol/L，CuSO4 0. 1-0. ;3mg/L，調(diào) pH5. 0-7. 0，接入產(chǎn)油微生物菌株，在搖床作用 下常溫培養(yǎng)48 96h，制得液體種子；發(fā)酵過程包括往濃度為50-200g/L的酶解液中，加入 尿素、豆粕中的一種獲得兩種混合物，尿素、豆粕中的一種獲得兩種混合物的用量為2-10g/ L，加入無(wú)機(jī)鹽離子 MgSO4 0. 5-1. 5g/L, KH2PO4 2_3g/L，ZnSO4 2_6mg/L，MnCl2 0. 1-0. 3umol/ L，CuSO4 0. 1-0. 3mg/L,調(diào)ρΗ5· 0-7. 0，接入液體種子量5_20wt %，在搖床作用下常溫培養(yǎng) 48 96h，獲得發(fā)酵液；生物油脂提取過程包括通過離心作用從發(fā)酵液中收集菌體，然后采 用超聲波細(xì)胞破碎方式破碎菌體細(xì)胞，以有機(jī)溶劑提取細(xì)胞破碎后油脂，有機(jī)溶劑是氯仿、 甲醇的混合物，氯仿、甲醇的重量比是1 1-3，提取油脂后的提取液通過減壓蒸發(fā)回收溶 劑，得生物油脂，或者有機(jī)溶劑是乙醚、乙醇的混合物，乙醚、乙醇的重量比是1 1-3，提取 油脂后的提取液經(jīng)振蕩后靜置，然后通過離心方式取上清，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或者減壓蒸餾方 式回收乙醚乙醇，得生物油脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于纖維質(zhì)農(nóng) 林廢棄物是甘蔗渣、木屑、秸稈中的一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于液體 種子制備過程、發(fā)酵過程中的搖床轉(zhuǎn)速為100-300r/min，培養(yǎng)的環(huán)境溫度為25 35°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于發(fā)酵 過程中的離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3000-6000rpm，離心作用時(shí)間為5_15min。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于離心收集 菌體過程中的離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3000-6000rpm，離心作用時(shí)間為5_15min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于 發(fā)酵廢棄物中廢液送去沼氣生產(chǎn)，廢渣送去飼料生產(chǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于發(fā)酵廢棄 物中廢液送去沼氣生產(chǎn)，廢渣送去飼料生產(chǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于發(fā)酵廢棄 物中廢液送去沼氣生產(chǎn)，廢渣送去飼料生產(chǎn)。
全文摘要
一種農(nóng)林廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于依次包括酶解過程、液體種子制備過程、發(fā)酵過程、生物油脂提取過程。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有有效地、可產(chǎn)業(yè)化地通過微生物的作用將生物質(zhì)農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化成微生物油脂產(chǎn)物，而且環(huán)保，不會(huì)污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C12P7/64GK102061318SQ20101054539
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者畢桂燦, 謝君, 趙志明 申請(qǐng)人:佛山市正合生物能源有限公司