微藻自養——異養結合生產生物柴油技術
1 成果簡介原料油脂費用占生物柴油生產成本的 80%以上,目前原料油脂價格高居不下并不斷上漲,制約了生物柴油產業化和商業化。國內外生產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。它們與農業爭地,與食品及飼料爭原料,單位生物量的產油率低,生產周期長,消耗大量的水資源、化肥和能源。 清華大學發明了微藻異養發酵生產生物柴油的新技術,其技術特征在于: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 由光合自養轉變為化能異養,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。又將工業界成熟的發酵技術應用于高油脂異養微藻的生產,進一步提高發酵規模和細胞密度,現細胞發酵密度超過了 100 g/L,獲取了大量異養干藻粉后提取油脂,經轉酯化反應生成了高質量的生物柴油。 該技術的創新點: ( 1)發明了微藻異養發酵生產生物柴油新技術,打通了以糖、淀粉、有機廢水、二氧化碳等為原料、工業自動化條件下高效生產生物柴油的新途徑; ( 2)異養藻細胞發酵產量和油脂含量不斷創造新高( 細胞干重 100 g/L,含油量 60%),提高了該技術工業化生產的經濟性; ( 3)在發酵前引入利用 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。 該技術獲 3 項國家發明專利和 2007 年全國發明大會獎。2 應用說明與有實力的企業界合作,在工業化規模上進一步降低微藻發酵過程的成本,實現該技術的商業化運作。 主要生產原料為二氧化碳及以下 3 類之一:( 1) 甜高粱、甘蔗等糖質原料;( 2) 木薯、玉米等淀粉質原料;( 3) 含糖有機廢水。 生產設備:微藻培養池、光生物反應器、工業發酵設備及廠房為主。 生產消耗:電能、蒸汽等(無污染等環境問題)。 產品應用:微藻生物柴油質量好,應用范圍與目前市場上銷售的柴油完全相同。 投資風險:本技術創新性強,沒有前人的實踐、范例和經驗;通過工業化和規模化來實現進一步降低成本的目標;高技術、高投入、預期高回報的同時也存在投資風險。3 應用范圍中國境內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,對世界經濟、政治和國家安全等產生重大影響。5 合作方式( 1) 合作研究開發:清華大學方投入前期的專利技術、成果、儀器、實驗室和研究人員,政府或企業方投入研發資金(至少若干百萬元起步)、設備和工程技術人員,雙方共同合作,在工業化規模上進一步降低微藻發酵過程的成本,實現該技術的商業化運作。雙方風險共擔,成果共享。 ( 2) 技術轉讓:清華大學方將前期的專利、技術、成果獨家轉讓給企業方,同時協助企業方完成進一步的研發、生產和商業化運作。企業方首先投入技術轉讓費用,享有對該技術的壟斷權。
清華大學
2021-04-13