微藻生物柴油技術(shù)
1 成果簡介原料油脂費用占生物柴油生產(chǎn)成本的 80%以上,目前原料油脂價格高居不下并不斷上漲,制約了生物柴油產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。國內(nèi)外生產(chǎn)生物柴油的主要原料是大豆油、菜籽油、花生油、棕櫚油、地溝油等。它們與農(nóng)業(yè)爭地,與食品及飼料爭原料,單位生物量的產(chǎn)油率低,生產(chǎn)周期長,消耗大量的水資源、化肥和能源。 清華大學發(fā)明了微藻異養(yǎng)發(fā)酵生產(chǎn)生物柴油的新技術(shù),其技術(shù)特征在于:通過對一種特別藻株特殊品系的篩選和代謝途徑的改變,Chlorella protothecoides 0710 strain 由光合自養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛墚愷B(yǎng),細胞由綠變黃,生長繁殖更快,油脂含量提高 3-4 倍,達細胞干重的 61%以上。又將工業(yè)界成熟的發(fā)酵技術(shù)應用于高油脂異養(yǎng)微藻的生產(chǎn),進一步提高發(fā)酵規(guī)模和細胞密度,現(xiàn)細胞發(fā)酵密度超過了 100 g/L,獲取了大量異養(yǎng)干藻粉后提取油脂,經(jīng)轉(zhuǎn)酯化反應生成了高質(zhì)量的生物柴油。 該技術(shù)的創(chuàng)新點: ( 1)發(fā)明了微藻異養(yǎng)發(fā)酵生產(chǎn)生物柴油新技術(shù),打通了以糖、淀粉、有機廢水、二氧圖1 吉化工程新型塔及常規(guī)塔運行外觀 圖2 慶陽石化工程新型塔( 左側(cè)) 及常規(guī)塔( 右側(cè))運行外觀化碳等為原料、工業(yè)自動化條件下高效生產(chǎn)生物柴油的新途徑; ( 2)異養(yǎng)藻細胞發(fā)酵產(chǎn)量和油脂含量不斷創(chuàng)造新高( 細胞干重 100 g/L,含油量 60%),提高了該技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)的經(jīng)濟性。 ( 3)在發(fā)酵前引入利用 CO2和光合作用來減少糖或淀粉的消耗,降低成本同時減少溫室氣體的排放。該技術(shù)獲 3 項國家發(fā)明專利和 2007 年全國發(fā)明大會獎。2 應用說明應用目標:與有實力的企業(yè)界合作,在工業(yè)化規(guī)模上進一步降低微藻發(fā)酵過程的成本,實現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化運作。 主要生產(chǎn)原料為以下 4 類之一:( 1)二氧化碳;( 2)甜高粱、甘蔗等糖質(zhì)原料;( 3)或木薯、玉米等淀粉質(zhì)原料;( 4)或含糖有機廢水等。 生產(chǎn)設備:微藻培養(yǎng)池、光生物反應器、工業(yè)發(fā)酵設備及廠房為主。 生產(chǎn)消耗:電能、蒸汽等(無污染等環(huán)境問題)。 產(chǎn)品應用:微藻生物柴油質(zhì)量好,應用范圍與目前市場上銷售的柴油完全相同。 投資風險:本技術(shù)創(chuàng)新性強,沒有前人的實踐、范例和經(jīng)驗;通過工業(yè)化和規(guī)模化來實現(xiàn)進一步降低成本的目標;高技術(shù)、高投入、預期高回報的同時也存在投資風險。 圖 1 流程圖3 應用說明中國境內(nèi)的生物柴油能源市場等。4 效益分析全世界油脂價格和液體燃料價格瘋狂上漲,對世界經(jīng)濟、政治和國家安全等產(chǎn)生重大影響。實現(xiàn)本技術(shù)商業(yè)化運作的經(jīng)濟效益和社會效益巨大。5 合作方式雙方共同合作,在工業(yè)化規(guī)模上進一步降低微藻發(fā)酵過程的成本,實現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化運作。6 所屬行業(yè)領域能源環(huán)境。
清華大學
2021-04-13