[發(fā)明專利]一種從微藻濕藻泥中提取油脂的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310269528.4
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103981017A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鵬程;陳曉琳;邢榮娥;劉松;于華華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院海洋研究所
• 主分類號: C11B1/10
• 分類號: C11B1/10
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;李穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微藻生化工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用離子液體輔助亞臨界水從微藻濕藻泥中提取油脂的方法。

背景技術(shù)

近年來，作為液體燃料之一的生物柴油，是國際上可再生能源的新生力量。目前，生產(chǎn)生物柴油所用原料主要來源于油料作物，但由于油料作物的單位面積產(chǎn)率不高，大力發(fā)展生物柴油必然要占用大量耕地，影響糧食生產(chǎn)。而微藻因其具有生物產(chǎn)量高、生長周期短、含油率高、可以吸收溫室氣體中的CO₂、不與糧爭地、不與人爭水等優(yōu)點，越來越多科學(xué)家認為微藻是當今最有開發(fā)前途的能源之一，并希望將其作為重要的清潔替代能源。微藻生物柴油的產(chǎn)業(yè)化，目前其經(jīng)濟可行性面臨巨大的挑戰(zhàn)，這主要表現(xiàn)在，一方面缺乏大量、低成本的含油微藻生物質(zhì)資源，另一方面相關(guān)的微藻油脂提取、生物柴油轉(zhuǎn)化煉制等下游加工技術(shù)缺乏重要的技術(shù)突破，造成加工過程成本與能耗過高。有文獻分析表明僅從微藻中提取油脂這一個環(huán)節(jié)，就占了微藻生物柴油總成本的20-30%。

目前的微藻油脂提取主要還是借鑒植物油脂的提取方法：（1）常壓有機溶劑萃取法(Folch?J.,1957);（2）超臨界流體萃取法(Herrero?M.,2006)；（3）原位油脂萃取法(Hejazi?M.A.,2004)；（4）亞臨界萃取法。常壓有機溶劑萃取和超臨界流體萃取需要將濕藻細胞干燥后通過溶劑萃取方式來進行，而濕藻細胞含水量通常大于60%，因此整個干燥過程能耗很高，并且溶劑消耗量很大。原位油脂萃取受溶劑擴散和溶解性能影響很大，使得該方法僅限于薄壁或無壁藻類產(chǎn)物提取。與其他方法相比，亞臨界萃取法具有獨特的優(yōu)勢，例如可以擺脫微藻濕藻細胞干燥過程，提取效率優(yōu)于其他提取方法，所用的溶劑量大大降低等。但是由于亞臨界溶劑萃取所采用的原料為濕藻細胞，而濕藻細胞體積較大，為保持濕藻細胞—溶劑的良好混合與流動性，溶劑用量較大。進而需要提供一種更為有效的方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種從微藻濕藻泥中提取油脂的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種從微藻濕藻泥中提取油脂的方法：將產(chǎn)油微藻在亞臨界水作為提取介質(zhì)，以離子液體作為輔助劑，通入氮氣在亞臨界狀態(tài)下進行反應(yīng)；反應(yīng)后進行分離，沉淀與上清液分別用低級烷烴處理，處理后的烷烴相蒸發(fā)濃縮獲得微藻油脂并回收烷烴。

所述產(chǎn)油微藻為擬微擬球藻、小球藻、柵藻、角毛藻、三角褐指藻、金藻、裂壺藻、鹽藻、杜氏藻、絲狀藻的濕藻泥中的一種或幾種。

所述產(chǎn)油微藻為含水量為40%-90%重量比的濕藻泥。

所述產(chǎn)油微藻與提取介質(zhì)水的體積比為1:1-20；輔助劑離子液體與提取介質(zhì)水的質(zhì)量的0.1-15%。

所述Lewis酸性離子液體、Lewis堿性離子液體、酸性離子液體或堿性離子液體。

所述亞臨界狀態(tài)下進行反應(yīng)是在反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)20分鐘-3小時，溫度為100-150℃，壓力為0.2-5.0MPa。

所述低級烷烴為正烷烴、異烷烴、環(huán)烷烴或其混合物。

本發(fā)明所具有的優(yōu)點：

本發(fā)明以亞臨界水作為提取介質(zhì)，以離子液體作為輔助劑的方法，從微藻濕藻細胞中提取油脂。提取過程中可減少整個提取過程對環(huán)境造成的污染，同時利用離子液體的高溶解性，尤其可以溶解纖維素、蛋白的特性，以期破壞微藻的細胞壁，實現(xiàn)快速、高效的從微藻濕藻細胞中直接提取油脂。

本發(fā)明提取過程中的原料可直接利用高含水的微藻細胞為原料，無需藻細胞的干燥環(huán)節(jié)，節(jié)省了干燥能耗，萃取劑為水和離子液體，對環(huán)境友好，所用的洗滌劑為低級烷烴由于油脂已經(jīng)從藻細胞中溢出，因此低級烷烴的用量少，油脂提取率高、分離簡單，過程易于放大。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的提取工藝流程示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明以微藻濕藻泥為原料，加入一定體積的離子液體水溶液，在亞臨界狀態(tài)下利用離子液體的酸堿性和對纖維素的破壞作用，使微藻細胞的細胞壁得到充分的破壞，使油滴能夠裸露于水中，然后用低極性的溶劑進行淋洗，便可以較容易的將油脂提取出來。

本發(fā)明利用離子液體的水溶液作為萃取介質(zhì)，同以前的專利相比，避免了采用低級醇類作為水和低極性溶劑之間的架橋，從而減免了低級醇類回收的高耗能過程。而本發(fā)明采用的低極性有機溶劑即離子液體的水溶液作為淋洗劑，用量少，節(jié)約成本；并且經(jīng)淋洗劑在亞臨界處理后的藻細胞碎片聚集成團，非常容易過濾，普通濾紙過濾即可，也避免了高速離心分離藻細胞的過程，節(jié)約了能耗。