本发明涉及生物能源领域，具体涉及一种微藻两步法生产生物能源。
背景技术：
微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。微藻中富含的酯类和甘油是制备液体燃料的良好原料；微藻制备的生物质燃油热值高，是木材或农作物秸秆的1.4-2倍。在世界能源消耗中，生物质能已占14％，利用微藻生产高纯度的乙醇、甲醇、丁烷等能源化合物，微藻最大的可利用之处在于其干细胞中含有微藻油70％以上，是亚临界生物技术合成生物柴油的最佳原料，是理想的可再生能源，目前微藻生产生物能源工艺路线长，成本高，不适合大规模工业化推广。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种微藻两步法生产生物能源，具有工艺路线短，成本低，适合大规模工业化推广的优点，而且制得的生物能源清洁环保，燃烧热值高。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种微藻两步法生产生物能源，包括以下步骤：
(1)将微藻接种到培养基上，所述培养基由以下重量份数的成分组成：硝酸钠200-300份、尿素300-400份、磷酸二氢钾100-150份、硫酸镁30-80份、氯化钙30-80份、六水合硝酸钴0.1-0.4份、乙二胺四乙酸二钠0.1-0.4份、阿拉伯胶0.02-0.08份、海藻多糖0.01-0.05份、卡拉胶0.01-0.05份、微量元素0.001-0.005份和电气石活化水5000-8000份，所述培养基每日光照10-12h但应避免光线直射，将所述培养基置于二氧化碳与氧气体积比10:1的氛围中并在磁场中进行培养，磁场强度做周期性变化，先从0a/m以2-5a/m/min的速度增长到30a/m，再以相同的速度减小到0a/m；
(2)采收微藻，晒干，研磨成粉末后，加入70-80℃的热水和磷酸，搅拌30-50min后离心20-40min，抽取上清液至容器内并用氢氧化钠溶液调节ph至8，加入丁酮、乙酸乙酯、四氢呋喃按重量比30:15:1的混合溶液和吸附剂，升温至40-45℃搅拌20-30min后抽滤分液，水相再用上述混合溶液于40-45℃萃取两次后，合并有机相干燥，减压浓缩，得到生物能源。
优选地，步骤(1)中微藻为小球藻、金藻、微拟球藻和栅藻中的任意一种。
优选地，步骤(1)中光照强度为300-500lux。
优选地，步骤(1)中培养温度为25-30℃。
优选地，步骤(2)中热水与微藻粉末的质量比为15-20。
优选地，步骤(2)中磷酸的浓度为60-80％。
优选地，步骤(2)中氢氧化钠溶液的浓度为50-60％。
优选地，步骤(2)中吸附剂由以下重量份数的成分组成：沸石5-15份、活性白土10-20份、椰壳活性炭40-50份。
(三)有益效果
本发明提供了一种微藻两步法生产生物能源，具有以下有益效果：
培养基可以提供微藻生长必要的营养成分，有助于微藻生物量的蓄积和代谢物质的积累，增加微藻油脂的含量，微藻培养过程中二氧化碳可以为光合作用提供足够的原料，合理的二氧化碳和氧气配比可以提升微藻生物量蓄积的速度，一天的生物量可增加6倍，有研究发现，恒定的高强磁场会抑制微藻的生长，本发明发现周期性变化的磁场对微藻的生长抑制情况不明显，但是却对微藻中微藻油脂含量有大约3％的提升，这对于广阔的生物能源市场而言，具有极大的价值，而且后续微藻油脂提取方法简单，混合溶液可以对微藻油脂完全提取，工艺路线短，成本低，适合大规模工业化推广，所制生物能源清洁环保，燃烧热值高。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种微藻两步法生产生物能源，包括以下步骤：
(1)将小球藻接种到培养基上，所述培养基由以下重量份数的成分组成：硝酸钠250份、尿素350份、磷酸二氢钾120份、硫酸镁50份、氯化钙60份、六水合硝酸钴0.2份、乙二胺四乙酸二钠0.2份、阿拉伯胶0.05份、海藻多糖0.03份、卡拉胶0.03份、微量元素0.002份和电气石活化水6000份，所述培养基每日光照11h但应避免光线直射，光照强度为400lux，将所述培养基置于二氧化碳与氧气体积比10:1的氛围中并在磁场中进行培养，培养温度为27℃，磁场强度做周期性变化，先从0a/m以3a/m/min的速度增长到30a/m，再以相同的速度减小到0a/m；
(2)采收微藻，晒干，研磨成粉末后，加入75℃的热水和浓度为70％的磷酸，热水与微藻粉末的质量比为16，搅拌35min后离心30min，抽取上清液至容器内并用浓度为55％的氢氧化钠溶液调节ph至8，加入丁酮、乙酸乙酯、四氢呋喃按重量比30:15:1的混合溶液和吸附剂，吸附剂由以下重量份数的成分组成：沸石12份、活性白土15份、椰壳活性炭45份，升温至42℃搅拌25min后抽滤分液，水相再用上述混合溶液于42℃萃取两次后，合并有机相干燥，减压浓缩，得到生物能源。
实施例2：
一种微藻两步法生产生物能源，包括以下步骤：
(1)将金藻接种到培养基上，所述培养基由以下重量份数的成分组成：硝酸钠200份、尿素300份、磷酸二氢钾100份、硫酸镁30份、氯化钙30份、六水合硝酸钴0.1份、乙二胺四乙酸二钠0.1份、阿拉伯胶0.02份、海藻多糖0.01份、卡拉胶0.01份、微量元素0.001份和电气石活化水5000份，所述培养基每日光照10h但应避免光线直射，光照强度为300lux，将所述培养基置于二氧化碳与氧气体积比10:1的氛围中并在磁场中进行培养，培养温度为25℃，磁场强度做周期性变化，先从0a/m以2a/m/min的速度增长到30a/m，再以相同的速度减小到0a/m；
(2)采收微藻，晒干，研磨成粉末后，加入70℃的热水和浓度为60％的磷酸，热水与微藻粉末的质量比为15，搅拌30min后离心20min，抽取上清液至容器内并用浓度为50％的氢氧化钠溶液调节ph至8，加入丁酮、乙酸乙酯、四氢呋喃按重量比30:15:1的混合溶液和吸附剂，吸附剂由以下重量份数的成分组成：沸石5份、活性白土10份、椰壳活性炭40份，升温至40℃搅拌20min后抽滤分液，水相再用上述混合溶液于40℃萃取两次后，合并有机相干燥，减压浓缩，得到生物能源。
实施例3：
一种微藻两步法生产生物能源，包括以下步骤：
(1)将微拟球藻接种到培养基上，所述培养基由以下重量份数的成分组成：硝酸钠300份、尿素400份、磷酸二氢钾150份、硫酸镁80份、氯化钙80份、六水合硝酸钴0.4份、乙二胺四乙酸二钠0.4份、阿拉伯胶0.08份、海藻多糖0.05份、卡拉胶0.05份、微量元素0.005份和电气石活化水8000份，所述培养基每日光照12h但应避免光线直射，光照强度为500lux，将所述培养基置于二氧化碳与氧气体积比10:1的氛围中并在磁场中进行培养，培养温度为30℃，磁场强度做周期性变化，先从0a/m以5a/m/min的速度增长到30a/m，再以相同的速度减小到0a/m；
(2)采收微藻，晒干，研磨成粉末后，加入80℃的热水和浓度为80％的磷酸，热水与微藻粉末的质量比为20，搅拌50min后离心40min，抽取上清液至容器内并用浓度为60％的氢氧化钠溶液调节ph至8，加入丁酮、乙酸乙酯、四氢呋喃按重量比30:15:1的混合溶液和吸附剂，吸附剂由以下重量份数的成分组成：沸石15份、活性白土20份、椰壳活性炭50份，升温至45℃搅拌30min后抽滤分液，水相再用上述混合溶液于45℃萃取两次后，合并有机相干燥，减压浓缩，得到生物能源。
实施例4：
一种微藻两步法生产生物能源，包括以下步骤：
(1)将栅藻接种到培养基上，所述培养基由以下重量份数的成分组成：硝酸钠200份、尿素380份、磷酸二氢钾110份、硫酸镁60份、氯化钙50份、六水合硝酸钴0.4份、乙二胺四乙酸二钠0.4份、阿拉伯胶0.06份、海藻多糖0.05份、卡拉胶0.01份、微量元素0.001份和电气石活化水6000份，所述培养基每日光照10h但应避免光线直射，光照强度为300lux，将所述培养基置于二氧化碳与氧气体积比10:1的氛围中并在磁场中进行培养，培养温度为30℃，磁场强度做周期性变化，先从0a/m以5a/m/min的速度增长到30a/m，再以相同的速度减小到0a/m；
(2)采收微藻，晒干，研磨成粉末后，加入78℃的热水和浓度为60％的磷酸，热水与微藻粉末的质量比为15，搅拌45min后离心25min，抽取上清液至容器内并用浓度为55％的氢氧化钠溶液调节ph至8，加入丁酮、乙酸乙酯、四氢呋喃按重量比30:15:1的混合溶液和吸附剂，吸附剂由以下重量份数的成分组成：沸石12份、活性白土12份、椰壳活性炭48份，升温至42℃搅拌28min后抽滤分液，水相再用上述混合溶液于42℃萃取两次后，合并有机相干燥，减压浓缩，得到生物能源。
实施例5：
一种微藻两步法生产生物能源，包括以下步骤：
(1)将微拟球藻接种到培养基上，所述培养基由以下重量份数的成分组成：硝酸钠300份、尿素400份、磷酸二氢钾100份、硫酸镁30份、氯化钙30份、六水合硝酸钴0.4份、乙二胺四乙酸二钠0.4份、阿拉伯胶0.05份、海藻多糖0.05份、卡拉胶0.05份、微量元素0.005份和电气石活化水8000份，所述培养基每日光照10h但应避免光线直射，光照强度为500lux，将所述培养基置于二氧化碳与氧气体积比10:1的氛围中并在磁场中进行培养，培养温度为30℃，磁场强度做周期性变化，先从0a/m以5a/m/min的速度增长到30a/m，再以相同的速度减小到0a/m；
(2)采收微藻，晒干，研磨成粉末后，加入70℃的热水和浓度为60％的磷酸，热水与微藻粉末的质量比为15，搅拌50min后离心35min，抽取上清液至容器内并用浓度为60％的氢氧化钠溶液调节ph至8，加入丁酮、乙酸乙酯、四氢呋喃按重量比30:15:1的混合溶液和吸附剂，吸附剂由以下重量份数的成分组成：沸石15份、活性白土20份、椰壳活性炭50份，升温至45℃搅拌20min后抽滤分液，水相再用上述混合溶液于40℃萃取两次后，合并有机相干燥，减压浓缩，得到生物能源。
本发明实施例1-4所制生物能源与普通柴油十六烷值及热值对比如表1所示：
表1
综上，本发明实施例具有如下有益效果：热值和十六烷值均较普通柴油高。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。