湿藻生物质分级利用制取不同品位的生物油的方法技术

本发明专利技术涉及生物质能利用技术，旨在提供湿藻生物质分级利用制取不同品位的生物油的方法。该湿藻生物质分级利用制取不同品位的生物油的方法包括步骤：取微藻液体脱除水分后得到湿藻生物质；称取湿藻生物质进行微波处理和离心后，分离得到下层藻渣和上层油相；对得到的油相进行经过两次加水离心后，取出下层油相烘干，即得到生物柴油；将得到的藻渣放入应釜内处理后，离心取出上层油相烘干，即得到生物粗油。本发明专利技术对微藻不同成分分级制取生物油，可以得到和水热反应同样多的产油量，同时可以分离出两种不同品位的油脂。得到的生物油柴油成分相对简单，含碳量和含氢量都最高，容易对其后续的利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及生物质能利用技术，旨在提供。该包括步骤：取微藻液体脱除水分后得到湿藻生物质；称取湿藻生物质进行微波处理和离心后，分离得到下层藻渣和上层油相；对得到的油相进行经过两次加水离心后，取出下层油相烘干，即得到生物柴油；将得到的藻渣放入应釜内处理后，离心取出上层油相烘干，即得到生物粗油。本专利技术对微藻不同成分分级制取生物油，可以得到和水热反应同样多的产油量，同时可以分离出两种不同品位的油脂。得到的生物油柴油成分相对简单，含碳量和含氢量都最高，容易对其后续的利用。【专利说明】
本专利技术是关于生物质能利用技术，特别涉及。
技术介绍
化石能源日益短缺和环境污染严重是当今世界面临的两大迫切难题，大力发展可再生能源和新能源是全世界能源安全和可持续发展的必然要求。微藻作为第三代能源的代表以其独特的优势得到了青睐。例如它含油量高、油质好、生长速度快、不占用耕地、减排二氧化碳、净化环境等。同时利用海洋资源规模化养殖微藻吸收CO2并且收获生物质制取高品位液体和气体燃料，是海洋生物质新能源开发的前沿研究热点和高技术竞争焦点，对世界发展海洋经济、低碳经济和循环经济具有重要意义。微藻拥有广泛的用途，例如可用于药品和保健品制取维他命、类胡萝卜素、EPA、DHA以及其他不饱和脂肪酸等，也可用于饲料以及制取生物柴油。而微藻运用于能源领域制取生物柴油或者航空煤油才是它的最大市场需求。现目前使用微藻水热反应制取生物油得到了研究者们的青睐，因为它可以直接使用湿藻，避免了水变成蒸汽而所需要的巨大潜热，例如把水从25°C加热到300°C的焓值变化只有水蒸发所需热量的一半。同时微藻水热反应能够得到更大的生物油产量；例如在水热反应里，碳水化合物转化成生物油的效率为5-10%，蛋白质的转化效率在20%左右。能耗小，产油量高是微藻水热反应的最大两个优点。然而，水热反应得到的生物油的元素成分，常见地，C为70-75%，H为10-12%，N为4_6%，O为10_16%，同时其成分复杂，气相色谱质谱所能够检测出来的成分就上百种。如何对其后续的脱氧脱碳提高其品质成为了水热反应发展的一个瓶颈。Ross等使用了酸碱催化剂对微藻水热反应，其结果对元素成分的影响也很小。Duan and Savage 使用了多种非均相催化剂(Pd/C, Pt/C, Ru/C, Ni/Si02-Al203, CoMo/Y -Al2O3)，并在惰性和还原的气氛下对微藻水热反应，得到的生物油产量和元素成分变化都非常的小，对生物油的品质并没有太大的改善。所以针对这样的情况，他们又把湿藻在320°C的还原气氛(加氢)条件下(未加催化剂和水)反应4小时，得到生物油，再把生物油在4000C的条件下(使用Pt/C催化剂，加去离子水)反应4小时对其改性提质，改性后的生物油对未改性的生物油的含碳量提高了约5%，含氢量提高了 0.7%，含氧量减少了约2%，含氮量减少了约2.6%，并使改性后的生物油的热值达到了 43MJ/Kg。两个过程都使用了高温高压的条件，过程复杂，使用催化剂和氢气，能耗也较高。为了解决微藻水热反应之后，精品的油脂(甘油三酯和脂肪酸)中有含氧含氮的成分，且这些杂质成分的分离很困难，对油脂品质影响很大对微藻成分资源分级利用的研究前景广阔。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供对微藻不同成分分级制取生物油的方法。为解决上述技术问题，本专利技术的解决方案是:提供，具体包括下述步骤:(1)取微藻液体，采用过滤(抽滤、压滤)或离心方法脱除微藻液体中的水分，得到含水量为90~10%的湿藻生物质；(2)称取I~100g步骤(1)中制得的湿藻生物质放入微波消解罐内，再向微波消解罐内加入10~100mL氯仿、10~100mL甲醇、0.25~25ml质量浓度为98%的浓硫酸，然后将微波消解罐放入微波炉中进行微波处理；微波处理结束后，将微波消解罐内的藻液移到离心管中，用5~50ml的氯仿洗微波消解罐2次，将微波消解罐的藻液再次汇集到盛有藻液的离心管中，然后将盛有藻液的离心管在4000rpm下离心5min，分离得到下层藻渣，用移液枪取出上层油相；所述微波处理的方法为:将微波炉的温度设定为50~80°C，频率设定为2450MHz或者915MHz，处理10~30min ；(3)向得到的油相中加10~100mL水，在4000rpm下离心5min分层，用移液枪取出下层油相，再向取出的油相中加15~150ml水清洗,然后在4000rpm下离心5min分层，并且用移液枪取出下层油相，然后将最终得到的油相在85°C的烘箱中烘干，即得到生物柴油；(4)将步骤(3)得到的藻渣用10~100mL的甲醇清洗3次，以除去氯仿，然后再用10~100mL的去离子水清洗3次，以除去甲醇，将得到的藻渣放入反应釜内，并向反应釜内添加90~900ml的去离子水,在反应爸内进行下述处理:向反应爸内通氮气3~5min排除反应釜内的空气，将反应釜以30~40min时间升温到300°C，并在300°C的条件下维持30~40min，然后使用反应釜自带的冷却系统，以50~80min时间降温到50~70°C ;且在处理中，设置反应釜中搅拌器的速度为ISOrpm，不添加催化剂；处理结束后，向反应釜内加入20~200ml的氯仿提取反应釜内的生物油，再使用10~100mL的氯仿洗反应釜5次，将六次提取清洗后得到的氯仿汇集起来，然后在4000rpm下离心5min，用移液枪取出上层油相；(5)将步骤(4)中得到的油相在85°C的烘箱中烘干，即得到生物粗油。作为进一步的改进，所述步骤(2)中，向微波消解罐中加入的氯仿与甲醇的体积比为 1:1。作为进一步的改进，所述步骤(2)中，微波消解罐的容量为50~300ml，数量为4~10个。作为进一步的改进，向步骤(3)中制得的生物柴油中加入浓度为3.8~4.3mg/ml的内标样C19:0的脂肪酸甲酯标准品，能采用气相色谱仪进行定量分析成分。作为进一步的改进，所述步骤(5)中制得的生物粗油能采用色谱质谱联用仪进行定性分析成分。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:对微藻不同成分分级制取生物油，可以得到和水热反应同样多的产油量，同时可以分离出两种不同品位的油脂。得到的生物油柴油成分相对简单，含碳量和含氢量都最高，容易对其后续的利用。同时分级制取生物油的整个过程也都可以利用湿藻，能耗也相对较低。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的工艺流程图。【具体实施方式】下面结合附图与【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细描述:如图1所示，具体包括下述步骤:(I)取微藻液体，采用抽滤、压滤等过滤方法或离心方法脱除微藻液体中的水分，得到含水量为90~10%的湿藻生物质。(2)称取1~100g步骤(1)中制得的湿藻生物质放入微波消解罐内，再向微波消解罐内加入10~100mL氯仿、10~100mL甲醇、0.25~25ml质量浓度为98%的浓硫酸，并使加入的氯仿与甲醇的体积比为1:1，然后将微波消解罐放入微波炉中进行微波处理；微波处理结束后，将微波消解罐内的藻液移到离心管中，用5~50ml的氯仿洗微波消解罐2次，将微波消解罐的藻液再次汇集到盛有藻液的离心管中，然后将盛有藻液的离心管在4000rpm下离心5mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
湿藻生物质分级利用制取不同品位的生物油的方法，其特征在于，具体包括下述步骤：（1）取微藻液体，采用过滤（抽滤、压滤）或离心方法脱除微藻液体中的水分，得到含水量为90～10%的湿藻生物质；（2）称取1～100g步骤（1）中制得的湿藻生物质放入微波消解罐内，再向微波消解罐内加入10～100ml氯仿、10～100ml甲醇、0.25～25ml质量浓度为98%的浓硫酸，然后将微波消解罐放入微波炉中进行微波处理；微波处理结束后，将微波消解罐内的藻液移到离心管中，用5～50ml的氯仿洗微波消解罐2次，将微波消解罐的藻液再次汇集到盛有藻液的离心管中，然后将盛有藻液的离心管在4000rpm下离心5min，分离得到下层藻渣，用移液枪取出上层油相；所述微波处理的方法为：将微波炉的温度设定为50～80℃，频率设定为2450MHz或者915MHz，处理10～30min；（3）向得到的油相中加10～100ml水，在4000rpm下离心5min分层，用移液枪取出下层油相，再向取出的油相中加15～150ml水清洗，然后在4000rpm下离心5min分层，并且用移液枪取出下层油相，然后将最终得到的油相在85℃的烘箱中烘干，即得到生物柴油；（4）将步骤（3）得到的藻渣用10～100ml的甲醇清洗3次，以除去氯仿，然后再用10～100ml的去离子水清洗3次，以除去甲醇，将得到的藻渣放入反应釜内，并向反应釜内添加90～900ml的去离子水，在反应釜内进行下述处理：向反应釜内通氮气3～5min排除反应釜内的空气，将反应釜以30～40min时间升温到300℃，并在300℃的条件下维持30～40min，然后使用反应釜自带的冷却系统，以50～80min时间降温到50～70℃；且在处理中，设置反应釜中搅拌器的速度为180rpm，不添加催化剂；处理结束后，向反应釜内加入20～200ml的氯仿提取反应釜内的生物油，再使用10～100ml的氯仿洗反应釜5次，将六次提取清洗后得到的氯仿汇集起来，然后在4000rpm下离心5min，用移液枪取出上层油相；（5）将步骤（4）中得到的油相在85℃的烘箱中烘干，即得到生物粗油。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：程军，岑可法，刘建忠，周俊虎，王智化，张彦威，杨卫娟，周志军，黄镇宇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33