一种从自养到异养两步培养小球藻生产生物柴油的方法

摘要

本发明公开了属于可再生生物能源领域的一种从自养到异养两步培养小球藻生产生物柴油的方法。该方法从小球藻的自养培养、细胞浓缩、发酵污染控制等工艺将浓缩的自养藻转入发酵罐中进行异养生长，使之合成中性脂肪。经过发酵条件优化与过程控制，建立了有效的补料流加策略使脂肪合成达到最佳。生物量可达108g.L-1、油脂含量可达到细胞干重的52％。培养结束后，经抽提藻油，转酯化反应制备生物柴油。本发明所采用的细胞浓缩技术可以有效的规避高密度自养培养过程中光照受限的问题。既可减少二氧化碳的排放，又可降低了有机碳源的消耗，节省生物柴油原料制备的成本。整条技术路线环保、高效，可以满足微藻生物柴油工业化应用的要求。

主权项

一种从自养到异养两步培养小球藻生产生物柴油的方法，该方法是以在先自养后异养培养方式获得高含油量的微藻细胞为原料制备生物柴油，具体步骤包括：(1)小球藻的自养培养；(2)细胞浓缩；(3)异养发酵；(4)藻细胞收集和干燥；(5)从干燥的藻细胞中提取油脂；(6)酯化反应制备生物柴油；其特征在于：所述步骤(1)的自养培养步骤为将淡水绿藻Chlorella protothecoides平板培养物接种至培养瓶、培养池或光生物反应装置中进行光照培养，温度控制在20‑30℃；甘氨酸初始浓度1‑5g.L‑1；pH值控制在5‑6.5；通气量80‑120L/h，CO2浓度0.9‑3％，培养过程中采用25‑200μmol.m‑2s‑1的日光照射，使细胞生长达到最佳；所述步骤(2)的细胞浓缩方法为高速离心、絮凝沉降或过滤技术；所述步骤(3)异养发酵的细胞初始密度控制在20‑100g.L‑1，温度25‑30℃，通气速率控制在120‑250L/h，通过补加酸或碱溶液，将pH值控制在6.0‑8.0的范围之内；通过补加有机碳源维持发酵液中还原糖浓度在1‑30g.L‑1的范围内波动；控制搅拌速率使发酵液中的氧饱和度始终维持在10％以上；在发酵液中添加氯霉素或单氟乙酸钠，以防止自养培养和细胞浓缩过程可能引起的杂菌污染，氯霉素终浓度控制在0.01‑0.02g.L‑1，单氟乙酸钠终浓度控制在0.5‑2mM；所述自养培养基成分为：KH2PO4：0.2‑0.7g.L‑1，K2HPO4：0.1‑0.3g.L‑1，MgSO4·7H2O：0.1‑0.3g.L‑1，FeSO4·7H2O：0.1‑3mg.L‑1，甘氨酸：0.1‑15g.L‑1，维生素B1：0.001‑0.1mg.L‑1，A5微量元素液0.1‑5ml.L‑1，其中A5微量元素液组成：H3BO3：2.86g.L‑1，Na2MoO4·2H2O：0.039g.L‑1，ZnSO4·7H2O：0.222g.L‑1MnCl2·4H2O：1.81g.L‑1，CuSO4·5H2O：0.074g.L‑1；所述异养培养基配方同上，但不添加甘氨酸，并加入有机碳源至初始还原糖浓度为23‑100g.L‑1。