微藻油脂的提取方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種微藻油脂的提取方法，按kg：L為1:3-20的固液比向微藻中加入質(zhì)量百分比濃度30%-100%的有機(jī)酸以及質(zhì)量百分比濃度0%-3%的無機(jī)酸，處理0.25-5.0h后，加入有機(jī)溶劑進(jìn)行油脂的提取。本方法首次采用有機(jī)酸破碎細(xì)胞，然后再用有機(jī)溶劑對(duì)胞內(nèi)油脂進(jìn)行提??；所述有機(jī)酸和有機(jī)溶劑也可同時(shí)加入。采用本工藝，可得到收率大于90%以上的油脂，且有機(jī)酸易于回收并循環(huán)使用，減少?gòu)U水排放，對(duì)設(shè)備要求低，與傳統(tǒng)微藻油脂提取工藝相比，該工藝操作簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境污染小，具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
【專利說明】微藻油脂的提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可再生資源領(lǐng)域和生物化工領(lǐng)域，具體地說，涉及一種微藻油脂的提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于能源短缺和環(huán)境破壞的日益嚴(yán)重，發(fā)展生物能源已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。其中，以可再生油脂為原料的生物燃油(生物柴油或航空燃油等)發(fā)展備受關(guān)注。想要發(fā)展以可再生油脂為原料的生物燃油，油脂的可持續(xù)供應(yīng)是關(guān)鍵。近年來，微藻油脂作為生物燃油原料受到國(guó)內(nèi)外專家和學(xué)者廣泛關(guān)注。微藻具有生命周期短，生長(zhǎng)速率快，可以適應(yīng)各種各樣的種植條件，并且可以全年采收。另外，微藻培育占用面積少，可以不利用一般農(nóng)用耕地，節(jié)約水資源，是一種非常有前景的可再生油脂原料。然而，絕大多數(shù)微藻油脂都在胞內(nèi)，如何有效破碎微藻細(xì)胞并進(jìn)一步將胞內(nèi)的油脂提取出來是促進(jìn)微藻油脂在生物能源領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵。
[0003]目前微藻油脂的提取主要為機(jī)械法破碎細(xì)胞，然后再用有機(jī)溶劑抽提，以及先用化學(xué)法破碎細(xì)胞再用有機(jī)溶劑抽提。其中，機(jī)械破碎法包括高壓勻漿法、超聲破碎法、球磨法、微波法等，這些破碎細(xì)胞的方法存在能耗大，設(shè)備投資大，難以在工業(yè)化生產(chǎn)中進(jìn)一步應(yīng)用；而化學(xué)法主要采用無機(jī)酸處理法，一般用強(qiáng)無機(jī)酸如硫酸、鹽酸等，無機(jī)酸破碎細(xì)胞存在無機(jī)酸用量大(一般用量為基于微藻干物質(zhì)質(zhì)量的10%以上)，無機(jī)酸不僅難以回收，而且，高濃度的無機(jī)酸對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，含酸廢液排放對(duì)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。可見，迫切需要開發(fā)新型的微藻油脂提取工藝來促進(jìn)微藻油脂在生物柴油及生物航空燃油制備領(lǐng)域中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提 供一種產(chǎn)油微藻的油脂提取方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種微藻油脂的提取方法，按kg:L為1:3-20的固液比向微藻中加入質(zhì)量百分比濃度30%-100%的有機(jī)酸以及質(zhì)量百分比濃度0%-3%的無機(jī)酸，處理0.25-5.0h后，加入有機(jī)溶劑進(jìn)行油脂的提取。
[0006]前述提取方法中，所述有機(jī)溶劑可與有機(jī)酸同時(shí)加入微藻中。
[0007]前述提取方法中，按kg:L為1:2-10的固液比向微藻中加入有機(jī)溶劑。
[0008]前述提取方法中，所述有機(jī)酸為脂肪族有機(jī)酸。包括但不限于甲酸、乙酸和/或丙酸等。
[0009]前述提取方法中，所述無機(jī)酸包括但不限于硫酸、鹽酸、磷酸和/或硝酸等。
[0010]前述提取方法中，所述有機(jī)溶劑包括但不限于氯仿、石油醚和/或正己烷等，以及它們與甲醇或乙醇的混合液。
[0011]本發(fā)明中涉及的微藻包括但不限于Chlorella vulgaris、Botryococcus sp.、C.vulgaris、C.minutissima、T.fluviatilis、Τ.pseudonana 等。[0012]本發(fā)明首次提供一種微藻油脂提取的新工藝，即用有機(jī)酸破碎細(xì)胞，然后再用有機(jī)溶劑對(duì)胞內(nèi)的油脂進(jìn)行提??；所述有機(jī)酸和有機(jī)溶劑也可同時(shí)加入。采用本工藝，可得到收率大于90%以上的油脂，且有機(jī)酸易于回收并循環(huán)使用，減少?gòu)U水排放，對(duì)設(shè)備要求低，與傳統(tǒng)微藻油脂提取工藝相比，該工藝操作簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境污染小，具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前 景
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。
[0014]實(shí)施例1微藻油脂的提取方法
[0015]用質(zhì)量百分比濃度為60%的甲酸溶液與微藻Chlorella vulgaris按液固比10:I (L:kg)混合后，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理1.5小時(shí)，再用有機(jī)溶劑氯仿/甲醇(體積比1:1)進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為3:1，離心后有機(jī)相中可得到收率為92%的油脂。實(shí)施例2微藻油脂的提取方法
[0016]用質(zhì)量百分比濃度為70%的甲酸溶液與微藻Botryococcus sp.按液固比為6:1 (L:kg)混合，同時(shí)加入有機(jī)溶劑氯仿/甲醇(體積比1:1)，有機(jī)溶劑與微藻的液固比為(L:kg)為3:1，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理2小時(shí)，離心后有機(jī)相中可得到收率為94%的油脂。 [0017]實(shí)施例3微藻油脂的提取方法
[0018]用質(zhì)量百分比濃度為80%的乙酸溶液與微藻Chlorella vulgaris按液固比8:1(L:kg)混合后，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理3小時(shí)，再用有機(jī)溶劑氯仿/乙醇(體積比1:1)進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為10:1，離心后有機(jī)相中可得到收率為95%的油脂。
[0019]實(shí)施例4微藻油脂的提取方法
[0020]向質(zhì)量百分比濃度為70%的丙酸溶液中添加質(zhì)量百分比濃度(基于微藻干重)為
0.3%的硫酸，，所得混合液與微藻Botryococcus sp.按液固比10:1 (L:kg)混合后,在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理3.0小時(shí)，再用有機(jī)溶劑正己烷(體積比1:1)進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為4:1，離心后有機(jī)相中可得到收率為90%的油脂。
[0021]實(shí)施例5微藻油脂的提取方法
[0022]向質(zhì)量百分比濃度為70%的乙酸溶液中添加質(zhì)量百分比濃度(基于微藻干重)為
0.2%的硫酸,所得混合液與微藻C.vulgaris按液固比為4:1 (L:kg)混合，同時(shí)加入正己燒，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為6:1，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理3.0小時(shí)，離心后有機(jī)相中可得到收率為90%的油脂。
[0023]實(shí)施例6微藻油脂的提取方法
[0024]向質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的甲酸溶液中添加質(zhì)量百分比濃度(基于微藻干重)為0.5%的鹽酸，所得混合液與微藻C.vulgaris，按液固比為10:1 (L: kg)混合后，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理3.0小時(shí)，再用有機(jī)溶劑氯仿/乙醇(體積比1:1)進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為8 離心后有機(jī)相中可得到收率為95%的油脂。
[0025]實(shí)施例7微藻油脂的提取方法
[0026]將質(zhì)量百分比濃度為70%的甲酸溶液與微藻C.minutissima按液固比10:1(L:kg)混合后，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理0.25小時(shí)，再用有機(jī)溶劑石油醚/甲醇(體積比1:1)進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為3:1，離心后有機(jī)相中可得到收率為92%的油脂。實(shí)施例8微藻油脂的提取方法
[0027]將質(zhì)量百分比濃度為70%的乙酸溶液與微藻T.fluviatilis按液固比為10:1(L:kg)混合后，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理2小時(shí)，再用有機(jī)溶劑石油醚/甲醇(體積比2:1)進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為10:1，離心后有機(jī)相中可得到收率為95%的油脂。
[0028]實(shí)施例9微藻油脂的提取方法
[0029]在質(zhì)量百分比濃度為30%的乙酸溶液添加質(zhì)量百分比濃度(基于微藻干重)為2%的鹽酸，所得混合液與微藻T.fluviatilis按液固比為10:1 (L:kg)混合后，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理2小時(shí)，再用有機(jī)溶劑氯仿/乙醇醇(體積比3:1)進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為5 離心后有機(jī)相中可得到收率為98%的油脂。
[0030]實(shí)施例10微藻油脂的提取方法
[0031]在質(zhì)量百分比濃度為30%的丙酸溶液添加質(zhì)量百分比濃度(基于微藻干重)為3%的硫酸，所得混合液與微藻T.pseudonana按液固比為5:1 (L:kg)混合后,在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理3小時(shí)，再用有機(jī)溶劑氯仿/甲醇(體積比1:1)進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為2 離心后有機(jī)相中可得到收率為94%的油脂。
[0032]實(shí)施例11微藻油脂的提取方法
[0033]將質(zhì)量百分比濃度為70%的甲酸溶液與微藻T.pseudonana按液固比為8:1(L:kg)混合后，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理5小時(shí)，再用有機(jī)溶劑氯仿/甲醇(體積比2:1)進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為3:1，離心后有機(jī)相中可得到收率為96%的油脂。
[0034]實(shí)施例12微藻油脂的提取方法
[0035]在質(zhì)量百分比濃度為50%的乙酸溶液中添加質(zhì)量百分比濃度(基于微藻干重)為2%的磷酸,所得混合液與微藻Botryococcus sp.按液固比為5:1 (L: kg)混合后,在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理4.0小時(shí)，再用有機(jī)溶劑石油醚進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為3:1，離心后有機(jī)相中可得到收率為92%的油脂。
[0036]實(shí)施例13微藻油脂的提取方法
[0037]將質(zhì)量百分比濃度為60%的甲酸溶液與微藻T.pseudonana按液固比為9:1(L:kg)混合后，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理2.0小時(shí)，再用有機(jī)溶劑氯仿進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為6:1，離心后有機(jī)相中可得到收率為92%的油脂。
[0038]實(shí)施例14微藻油脂的提取方法
[0039]將質(zhì)量百分比濃度為80%的乙酸溶液與微藻T.fluviatilis按液固比為7:1(L:kg)混合后，在常壓沸點(diǎn)下攪拌處理5.0小時(shí)，再用有機(jī)溶劑正己烷進(jìn)行油脂抽提，有機(jī)溶劑與微藻的液固比(L:kg)為7`:1，離心后有機(jī)相中可得到收率為93%的油脂。
[0040]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.微藻油脂的提取方法，其特征在于，按kg:L為1:3-20的固液比向微藻中加入質(zhì)量百分比濃度30%-100%的有機(jī)酸以及質(zhì)量百分比濃度0%-3%的無機(jī)酸，處理0.25-5.0h后，加入有機(jī)溶劑進(jìn)行油脂的提取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑與有機(jī)酸同時(shí)加入微藻中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，按kg:L為1:2-10的固液比向微藻中加入有機(jī)溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)酸為脂肪族有機(jī)酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)酸包括但不限于甲酸、乙酸和/或丙酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述無機(jī)酸包括但不限于硫酸、鹽酸、磷酸和/或硝酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑包括但不限于氯仿、石油醚和/或正己烷，以及它們與甲醇或乙醇的混合液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述微藻包括但不限于Chlorella vulgaris、Botryococcus sp.、C.vulgaris、C.minutissima、T.fluviatilis、Τ.pseudonana。`
【文檔編號(hào)】C11B1/04GK103849458SQ201410108480
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】杜偉, 趙雪冰, 王松梅, 關(guān)鼎耀, 劉德華 申請(qǐng)人:清華大學(xué)