【技术实现步骤摘要】
：本申请涉及一种脂肪酸和生物甲烷的制造方法。具体涉及一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，属于皂脚资源化生物。
技术介绍
0、
技术介绍
：
1、面向“双碳”目标与产业变革的重大需求，提高生物法对能量的利用效率，利用自然界存在的油脂、碳水化合物、蛋白质三大重要物质，形成生物法制造路线，实现工业绿色化，通过生物发酵的工艺优化、控制、以及分离、纯化等手段，展示生物法高效低成本生产的优势，从而实现生物甲烷、脂肪酸转化的多细胞体系设计构建，充分发挥合成生物学的“赋能”潜质，推动生物技术替代传统产业的革命。
2、油脂是食品中不可缺少的重要成分之一。由于油料种子生长的过程成熟度、真菌污染、霉变等因素，致使制备的植物毛油，直接食用有安全隐患。那么植物油精炼是食用油不可或缺的一个环节。精炼时产生的皂脚(gb/t8873-2008)是精炼过程中最大的副产品。
3、全国每年皂脚产量约260万吨左右(油脂协会数据)，其主要成分是脂肪酸钠(钾)、中性油脂、碳水化合物、蛋白质、色素、维生素等与水的混合物，传统处理工艺普遍采用：酸化法，即用10-16％的稀硫酸或浓盐酸进行酸化处理，得到脂肪酸和中性油脂(甘油三酯)的混合油层(轻相)；溶于水的硫酸钠或氯化钠、色素、碳水化合物、蛋白质等悬浮物的混合水层(重相)，利用密度差将混合油层和水层分离。
4、上述传统的皂脚处理工艺即：酸化法，有着多种不足之处：
5、其一，加入无机酸分出的油层(轻相)，是脂肪酸和中性油的混合物，酸值为50-120不能直
6、其二，加入无机酸与皂脚中的钠、钾离子结合，生成硫酸钠(钾)、氯化钠(钾)等盐类物质，即混合水层(重相)。同时还有过量的酸、糖份、饼粕(蛋白质)含无机盐的废水是当前治理的难题。
7、随着国家对环境保护、资源利用的日益重视，生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法显得尤为重要。
8、来源于植物油基的脂肪酸是重要的生物化学品中间体，广泛应用于日化、橡胶、医药以及生物能源领域。
9、生物甲烷(ch4)是餐厨垃圾、植物秸秆、畜禽粪便、废弃植物饼粕，通过微生物厌氧发酵，产生沼气的主要成份。生物甲烷(ch4)和二氧化碳(co2)干重整是合成气(h2+co)生产的负碳新路径。可用于生产：零碳甲醇(ch3oh)、可持续性生物航煤(saf)的重要原料，生物制造促进以生物质为原料转化合成能源化学品与材料，脱离石油化学工业路线新模式，具有低碳循环，绿色清洁等典型特征。
技术实现思路
0、
技术实现思路
：
1、本专利技术提供:一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，解决了现有皂脚无机酸化法回收脂肪酸工艺的不足以及脂肪酸纯度不高、水相含盐等问题。本专利技术首次提出：皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷；皂脚资源最大化利用，工艺简单、绿色清洁、便于推广应用。
2、为了达到上述技术效果，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于，所述生物法即微生物菌群多样性鉴定及影响，其生长和繁殖对提供基质营养包括皂脚中脂质、糖份、蛋白质、矿物质，维生素和生物活性化合物等，为微生物的生长和增殖提供了理想的环境。
4、植物油毛油制取过程，因饼粕经过超高温灭菌操作，所以毛油精炼过程所得皂脚也是无菌的。
5、一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，包括如下步骤：
6、(1)将皂脚加入带有控温装置的发酵罐中，用一定量的去离水，20-60℃温度下加入醋酸杆菌占皂基的0.8-3.0％，同时加入甲烷杆菌菌株占皂基的1.0-5.0％。开动搅拌，混合均匀，控制一定的粘度和温度以及皂基的ph值。
7、(2)保持发酵温度20-60℃，皂基的ph为6-8，通入无菌空气，通气量为占混合物料体积的25-50％，这样保证了醋酸杆菌在有氧条件下生长旺盛，产酸量大；同时甲烷杆菌菌群在有氧条件产酸。在发酵罐中，通过对发酵温度、ph值、气量、皂基中甘油浓度、糖浓度和氮源进行控制，培养24h，粗脂肪酸由于密度小于水，浮在发酵罐的上层，取样，检验酸值，合格后，通过发酵罐的分油装置排出到脂肪酸储罐，精馏得到脂肪酸成品。
8、(3)分去油层的发酵液，控制发酵温度40-68℃，停止通入无菌空气，由两段发酵的需氧段转换成厌氧段，需氧的醋酸杆菌在无氧条件下生长受抑制；甲烷杆菌群落，厌氧条件下，菌株细胞工厂构建及产物合成强化，以及磷酸化激酶产生多维度协同调控厌氧菌株，使分去油层(脂肪酸)富含碳源的发酵液，转化为生物甲烷(ch4)，产气结束后，发酵液升温70-100℃，微生物变性、灭活，三相分离完成少量脂肪酸的提取，得到水和渣，即是传统的沼液和沼渣，用于生态有机肥。
9、进一步地，步骤(1)中，发酵罐为水溶控温内置冷却盘管，带有可调速搅拌。
10、所述醋酸杆菌为醋酸杆菌属(acetobacter)，幼龄菌为革兰氏阴性菌，老龄菌往往变为革兰氏阳性菌。无芽孢，能运动或不能运动，需氧。该属菌有较强的氧化能力，容易通过富营养物质发酵产酸，我们已发现，芽孢杆菌、乳酸菌或链球菌属的细菌，可以代谢皂脚中的营养物质，产生有机酸用来分解皂脚。菌种来源中国微生物菌种中心。甲烷杆菌菌种，可以是市售或市政污泥培养选育。属于微生物群落，鉴定的微生物包括：甲烷杆菌、甲烷梭菌属，假单胞菌、乳球菌、芽孢杆菌属、酵母菌、解脂耶氏酵母、大肠杆菌等。这些微生物的发酵温度20-60℃，优选40-45℃。需氧条件下，会产出醋酸、丙酸、丁酸、乳酸、乙醇酸、丙酮酸等有机酸。可以酸化分解皂脚。在酸化过程中，皂脚中的钠(钾)离子缓冲了酸发酵的ph值，并防止ph值过低，抑制微生物的活性，并降低有机酸的产量。由微生物细胞产酸过程中合成的脂肪酶、磷脂酶会耦合酶解分离出的脂质，提升酸值。
11、进一步地，步骤(2)中，需氧发酵温度20-60℃，通入无菌空气，通气量占混合物料体积的25-50％，微生物菌群，会合成出有机酸和脂肪酶水解以及磷酸化激酶等。
12、皂脚的混合物在需氧发酵时，产生的有机酸包括醋酸、丙酸、丁酸、乙醇酸、丙酮酸中的一种或几种，中和或酸化皂脚中的脂肪酸钠或脂肪酸钾，生成脂肪酸；同时微生物代谢产生的脂肪酶耦合水解甘油三酯，产生脂肪酸和甘油，甘油可作为有机碳源；混合物经需氧发酵后，生成的脂肪酸油相和含有溶于水的有机碳源的混合水相由于密度差，会分层。
13、进一步地，步骤(2)中的反应式如下(反应是同步耦合进行)rcoona(k)+ch3cooh(或其他有机酸)→rcooh+ch3coona(k)
14、
15、所述脂肪酸的酸值/(mgkoh/g)gb/t5530,检验达到195-200mgkoh/g为水解(酸化)合格，进一步精馏得到脂肪酸成品。
16、进一步地，步骤(3)中，分出发酵罐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物
3.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于加入醋酸杆菌占皂脚重量的0.8-3.0%；甲烷杆菌株占皂脚重量的1.0-5.0%。
4.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于，通入无菌空气前控制皂基的pH为6-8。
5.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于，水的加入量为2倍于微生物的重量。
6.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于皂脚的混合物在需氧发酵时，产生的有机酸包括醋酸、丙酸、丁酸、乙醇酸、丙酮酸中的一种或几种，中和或酸化皂脚中的脂肪酸钠或脂肪酸钾，生成脂肪酸；同时微生物代谢产生的脂肪酶耦合水解甘油三酯，产生脂肪酸和甘油，甘油可作为有机碳源；混合物经需氧发酵后，生成的脂肪酸油相和含有溶于
7.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于步骤二中，富含有机碳源的水层，经厌氧发酵产生生物甲烷（CH4）；其中有机碳源包括有机酸、有机盐、蛋白质、甘油、碳水化合物等。
8.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于步骤三中，皂脚生物法水解耦合制备的粗脂肪酸，汇集一起经过加热脱水干燥，精馏得到成品脂肪酸，收率最高达到96.8%。
...【技术特征摘要】
1.一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物
3.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于加入醋酸杆菌占皂脚重量的0.8-3.0%；甲烷杆菌株占皂脚重量的1.0-5.0%。
4.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于，通入无菌空气前控制皂基的ph为6-8。
5.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于，水的加入量为2倍于微生物的重量。
6.根据权利要求1所述的一种用皂脚生物法水解耦合制备脂肪酸联产生物甲烷的方法，其特征在于皂脚的混合物在...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢爱迪，谢书轩，吴青梅，
申请(专利权)人：合肥飞木生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。