一种生物柴油及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种直接用于对生物柴油发酵改性的复合菌剂以及用其制备生物柴油的工艺，所述菌剂包括黑曲霉(Aspergillus niger)PAsp0501以及长孢被孢霉CGMCC No.5070。本发明专利技术的微生物共发酵直接对生物油脂，尤其是酵母油脂进行生物转化改性成为高品质的生物柴油。其成本低，便于产业化操作，并且对环境非常友好，从油脂到甲酯化全部都是生物改性过程，具有广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种生物柴油及其制备工艺
本专利技术涉及一种生物柴油及其制备工艺，尤其是涉及一种采用微生物发酵技术生产生物柴油的方法。
技术介绍
生物柴油具有不含硫、可再生和含氧量高等特点，是一种优良的石化柴油替代品。传统的生物柴油大多以大豆、菜籽、棉籽等草本植物，以及棕榈、文冠果等木本植物为原料进行制备，存在“与民争地、与人争粮”的问题，使得生物柴油的产量受到限制。相对传统生物柴油生产方法，微生物生产生物柴油的优势在于廉价环保再生、易于大规模连续化生产等。因此，利用微生物油脂制备生物柴油具有良好的发展前景和广阔的应用价值。微生物油脂，又称单细胞油脂(SingleCellOil，SCO)，是由许多产油微生物在一定条件下将碳水化合物转化而成并贮存在菌体内的油脂。产油微生物分布广泛、种类繁多，包括藻类、霉菌、酵母、细菌。其中常用的是酵母菌和霉菌。浅白色隐球酵母(Cryptococcusalbidus)、茁芽丝孢酵母(Trichospironpullulans)、胶粘红酵母(Rhodotorulagiutinis)等是常见用来生产生物柴油的酵母菌，土霉菌(Aspergillusterreus)、紫瘫麦角菌(Clavicepspurpurea)、深黄被孢霉(Mortierellaisabellina)等是常见的产油霉菌。微生物油脂的合成是一个生化过程，即从乙酰-CoA羧化酶催化羧化反应开始，经过多次链的延长，或再经过去饱和作用等得到微生物油脂。若微生物要在体内积累油脂，除了氮源匿乏之外，还需要两个必备条件：一是充足的乙酰-CoA，作为脂肪酸合成的前体；二是充足的NADPH，在脂肪酸链延长中发挥重要的还原作用。微生现有技术有人用生物酶单独或者共同催化酵母油脂合成脂肪酸甲酯作为生物柴油。然而酶的价格很高，生产成本高难以在产业化上应用。
技术实现思路
针对上述生物柴油燃烧的不足之处，本专利技术利用微生物技术对生酵母油脂进行改性，通过直接发酵法进行一步改性，成本大大降低，并且还会产生一些额外的成分如表面活性剂等，从而进一步改善油品的品质。成本低，适合工业化生产为实现上述目的，本专利技术提供一种生物柴油组成物及其制备工艺。脂肪酸甲酯是一种和石化柴油溶解性能较强的溶剂。可在燃烧室内壁金属表面形成一层油膜，阻隔湿气，防止生锈。十六烷值：55-60，氧含量：10％，各种性能与国五石化柴油接近，是一种高十六烷值含氧生物柴油。脂肪酸甲酯是用动物油脂或植物油脂经甲醇酯化或转酯化等一系列加工处理而制成的一种液体。由C12-C18为主要馏分的脂肪酸甲酯。本专利技术气温＞20℃时可使用动物油或和植物油混合加工的脂肪酸甲酯，密度：(20℃)0.88kg/升，冷凝点：＞8℃，十六烷值：57，是一种黄色澄清透明液体，具有一种温和的特有气味，结构稳定，没有腐蚀性，性能和石化柴油相接近，是一种可再生资源。在国五柴油中分别添加5％，10％、15％、20％，30％称为B5生物柴油，B10生物柴油，B15生物柴油、B20生物柴油，B30生物柴油五个型号。冬季必须使用植物大豆油脂肪酸甲酯，环境温度20℃以上才能使用动物油脂或餐厨废弃油脂酯化反应的脂肪酸甲酯。中国专利200810204495公开了一种产油酵母菌株及其制备生物油脂的方法，涉及菌种为皮状丝孢酵母(TrichosporoncutaneumCX1)，保藏号为CGMCCNo.2527。该菌株可以利用玉米秸杆水解液低成本发酵产生生物油脂。本专利技术将此菌株作为研究起点，但是本专利技术的复合菌剂可以用于任何酵母油脂的生物转化。本专利技术提供一种直接用于对生物柴油发酵改性的复合菌剂，其特征在于：包括黑曲霉(Aspergillusniger)PAsp0501以及长孢被孢霉CGMCCNo.5070。所述黑曲霉(Aspergillusniger)PAsp0501由中国专利2005100109414公开，保藏日期：2005年5月16日，保藏号：CGMCCNo.1373。已知用途是对普洱茶的品质进行改进。所述长孢被孢霉CGMCCNo.5070由中国专利201210004558.8公开，该菌株已在中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)申请了专利菌种保藏，保藏编号为CGMCCNo.5070。本专利技术团队发现，黑曲霉(Aspergillusniger)PAsp0501具有直接将酵母油脂生物转化成脂肪酸甲酯的作用，但是效率很低。在后续的研究中，我们意外发现，和长孢被孢霉CGMCCNo.5070共发酵，可以大大提高转化效率，得到较高的脂肪酸甲酯得率。并且，我们设计的反应体系是油水不稳定体系在搅拌中发酵，反应结束后，只需要静置分层即可。经检测，因为发酵的油状物中杂质并不多，并且很可能还含有能优化油品品质的油溶代谢物，因此分层后的油层甚至不需要再次精炼，可以直接使用即可作为品质较好的燃料。本专利技术的优点：本专利技术的微生物共发酵直接对生物油脂，尤其是酵母油脂进行生物转化改性成为高品质的生物柴油。其成本低，便于产业化操作，并且对环境非常友好，从油脂到甲酯化全部都是生物改性过程，具有广阔的市场前景。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例1皮状丝孢酵母(TrichosporoncutaneumCX1)发酵产生油脂种子培养：从平板上选取一环菌落接入种子培养基，30℃，180RPM，培养24小时。种子培养基组份质量百分比为，葡萄糖5％，酵母粉0.1％，硫酸铵2％，磷酸二氢钾4％；七水硫酸镁0.5；pH6.0，摇瓶装液量10％，培养温度为30℃，培养转速200转/分钟，培养时间为24小时得到种子液；发酵培养：以10％的上述种子液接种量接入酶水解液，摇床培养，培养时间为3天。所述酶水解液为：利用玉米秸秆，经过稀硫酸在200℃下，预处理45min，获得的预处理后的秸秆，再经过纤维素酶的酶水解生成水解液，经过碱性物质调节pH，pH为5.0～6.0；所用的酶为Accellerase；其中纤维素酶活是67.8FPU，纤维二糖酶活为152IU。反应结束后，将培养液于8000r/min离心5min，收集湿菌体，用蒸馏水洗涤2次，并于105℃烘至恒重，得到用于油脂提取的干菌体.实施例2：酵母油脂的分离按照下述比例：按1g干菌体加入4mol/盐酸10mL的比例配制好，于78℃水浴处理h，冷却后加入2倍体积的氯仿:甲醇(1:1)提取液，充分振荡后离心，取氯仿层，加等体积0.1％氯化钠溶液，混匀，离心，取氯仿层，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，真空旋转蒸发除去氯仿即得酵母油脂。实施例3：生物改性酵母油脂甲酯化成为生物柴油种子培养：黑曲霉(Aspergillusniger)PAsp0501以及长孢被孢霉CGMCCNo.5070分别进行种子液培养，方法均为：从平板上选取一环菌落接入种子培养基，30℃，180RPM，培养24小时。种子培养基组份质量百本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直接用于对生物柴油发酵改性的复合菌剂，其特征在于：/n包括黑曲霉(Aspergillus niger)PAsp0501以及长孢被孢霉CGMCC No.5070；/n所述黑曲霉(Aspergillus niger)PAsp0501由中国专利2005100109414公开，保藏日期：2005年5月16日，保藏号：CGMCC No.1373。已知用途是对普洱茶的品质进行改进；/n所述长孢被孢霉CGMCC No.5070由中国专利201210004558.8公开，该菌株已在中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)申请了专利菌种保藏，保藏编号为CGMCC No.5070。/n

【技术特征摘要】
1.一种直接用于对生物柴油发酵改性的复合菌剂，其特征在于：
包括黑曲霉(Aspergillusniger)PAsp0501以及长孢被孢霉CGMCCNo.5070；
所述黑曲霉(Aspergillusniger)PAsp0501由中国专利2005100109414公开，保藏日期：2005年5月16日，保藏号：CGMCCNo.1373。已知用途是对普洱茶的品质进行改进；
所述长孢被孢霉CGMCCNo.5070由中国专利201210004558.8公开，该菌株已在中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)申请了专利菌种保藏，保藏编号为CGMCCNo.5070...

【专利技术属性】
技术研发人员：李茂盛，李德治，赵鉴明，
申请(专利权)人：上海聚茂塑胶制品有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31