專利名稱：微藻的預(yù)處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微藻研究技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及微藻能源利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及微
藻在進(jìn)行能源利用前的一種預(yù)處理工藝。
背景技術(shù)：
作為生物質(zhì)能源的原料，屬水生植物的藻類具有分布廣泛、生物量大、光合作 用效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長周期短、產(chǎn)量高等突出特點(diǎn)，藻類尤其是微型藻類的 開發(fā)利用，是新的重要的資源來源。 微藻作為能源原料的潛力巨大，很多微藻比如綠藻、葡萄藻、硅藻等均可作為 能源微藻，用于以下幾種途徑(l)提取微藻的油脂用于生產(chǎn)生物柴油；(2)將微藻生物 質(zhì)熱裂解生產(chǎn)液體燃料；(3)直接燃燒微藻生物質(zhì)；等等。 微藻中葉綠素的含量很高，葉綠素可作為優(yōu)質(zhì)的天然食品色素，在食品加工中 有廣泛的用途。然而現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)微藻用于能源材料時(shí)，并未對(duì)其中的葉綠素進(jìn)行提 取。葉綠素作為燃料提供熱量的價(jià)值遠(yuǎn)不如作為食品藥品用色素的價(jià)值大，從而造成葉 綠素的極大浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的，微藻在進(jìn)行能源利用過程中伴隨 大量葉綠素浪費(fèi)的問題，提供一種在微藻進(jìn)行能源開發(fā)利用前，先將微藻中富含的葉綠 素提取出來的預(yù)處理工藝。 本發(fā)明的上述目的是通過如下方案予以實(shí)現(xiàn)的 —種微藻的預(yù)處理工藝，該工藝是將微藻先進(jìn)行葉綠素的提取處理，提取處理
后的能源微藻再進(jìn)行能源開發(fā)利用。 上述預(yù)處理工藝的具體步驟如下 (1)采用本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)操作將微藻進(jìn)行培養(yǎng)后獲得微藻細(xì)胞，以有機(jī)溶 劑作為提取劑，向微藻細(xì)胞中加入有機(jī)溶劑，分別收集提取液和微藻細(xì)胞沉淀；
(2)將上述提取液經(jīng)過蒸發(fā)處理，得到葉綠素濃縮液或者葉綠素浸膏。
(3)上述微藻細(xì)胞沉淀用于后續(xù)能源開發(fā)利用。 上述預(yù)處理工藝中，所用微藻為任何一種含葉綠素的微藻，優(yōu)選常用作能源 材料的能源微藻，如綠藻門(CMorophyta)的微藻小球藻屬(CMorella sp.)、 土壤藻屬 (Neochloris sp.)或杜氏藻屬(Dunaliella sp.)等等，或黃藻門(Xanthophyta)的微藻葡萄藻 屬(Botryococcus sp.)等等。 上述步驟(l)中，微藻細(xì)胞的培養(yǎng)方法選擇本領(lǐng)域技術(shù)人員所常用的任何一種培 養(yǎng)方式，如開放池培養(yǎng)、光生物反應(yīng)器培養(yǎng)、化能異氧培養(yǎng)等等培養(yǎng)方式，均可實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明。 上述步驟(l)中，培養(yǎng)得到的微藻細(xì)胞可先通過沉降、上浮、離心、過濾或膜分離等方式得到微藻細(xì)胞泥或濃縮的微藻細(xì)胞懸液；所述的沉降、上浮、離心、過濾或膜 分離等方式均為本領(lǐng)域技術(shù)人員制備細(xì)胞泥或細(xì)胞懸液時(shí)常用的操作，均為公知技術(shù)。
上述步驟(l)中，采用有機(jī)溶劑作為提取劑，可從微藻細(xì)胞中將葉綠素提取出 來，所得提取液中就含有所需葉綠素；作為提取劑的有機(jī)溶劑可以為甲醇、乙醇、丙酮 和其他極性相似的溶劑，但是本發(fā)明主要是從工業(yè)應(yīng)用角度出發(fā)，因此本發(fā)明的有機(jī)溶 劑優(yōu)選乙醇、丙酮或它們的水溶液；所述乙醇水溶液和丙酮水溶液，可以采用乙醇或丙 酮的加％(體積百分比)以上濃度的水溶液，均能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。 上述步驟(l)中，有機(jī)溶劑的用量為微藻細(xì)胞總重量的2 10倍，提取時(shí)間為 1 24小時(shí)，提取溫度為0 50°C 。 上述步驟(l)中，提取處理后，可通過過濾或離心將提取液與微藻細(xì)胞沉淀分 離，分離得到含有葉綠素的有機(jī)溶劑提取液和含有有機(jī)溶劑的微藻細(xì)胞；分離出來的含 有有機(jī)溶劑的微藻細(xì)胞還可以進(jìn)行第二次提取，提取方法同前面的操作，也可以不再進(jìn) 行提?。浑m然多提取一次可以增加葉綠素的提取率，使得微藻中含有的葉綠素提取地更 加充分，但是多提取一次也會(huì)增加操作費(fèi)用。 上述步驟(l)中，分離得到的含有葉綠素的有機(jī)溶劑提取液，可采用蒸發(fā)的方式
回收有機(jī)溶劑，同時(shí)蒸發(fā)后得到葉綠素的濃縮溶液或浸膏；葉綠素濃縮液或浸膏可以直
接出售應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等行業(yè)，也可以經(jīng)過進(jìn)一步精制以后再出售。 上述步驟(2)中，蒸發(fā)操作可以常壓操作也可以采用減壓操作，優(yōu)選減壓蒸發(fā)，
因?yàn)闇p壓蒸發(fā)更加有利于保證葉綠素的質(zhì)量。 上述步驟(2)中，葉綠素濃縮液或浸膏也可以進(jìn)一步通過噴霧干燥或冷凍干燥制 成葉綠素粉。 上述步驟(3)中，將分離得到的含有有機(jī)溶劑的微藻細(xì)胞用蒸發(fā)的方式回收有機(jī) 溶劑，蒸發(fā)后的微藻細(xì)胞用于油脂生產(chǎn)，或供熱裂解生產(chǎn)燃料，或直接作鍋爐燃料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果 l.針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中微藻在進(jìn)行能源利用時(shí)，往往會(huì)伴隨著大量的葉綠素的浪 費(fèi)，本發(fā)明提供一種預(yù)處理將微藻在作為能源材料利用前，先將微藻中富含的葉綠素提 取出來，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)葉綠素的浪費(fèi)； 2本發(fā)明的工藝不但不會(huì)損失微藻的熱值，影響微藻的有益價(jià)值，而且可以得到 高附加值的葉綠素； 3.從微藻中提取葉綠素的方法很多，如先將細(xì)胞破碎能更加有效地提取葉綠 色，但是當(dāng)提取微藻油脂時(shí)，細(xì)胞先經(jīng)過了破碎就會(huì)使油脂和葉綠素一道提取出來，這 樣葉綠素的分離就很困難，而且造成油脂的損失，而本發(fā)明的預(yù)處理工藝是采用有機(jī)溶 劑提取的方法，條件溫和，不會(huì)影響能源的利用，而且操作簡單，所用試劑價(jià)格低廉， 有利于大規(guī)模的推廣。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地描述，但具體實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做
任何限定。 實(shí)施例1
本實(shí)施例的微藻中葉綠素的提取方法，包括如下步驟在1000L的液體培養(yǎng)基中(液體培養(yǎng)基含NaNO30.25g/L、 K2HPO40.075g/L、
MgS04 7H20 0.075g/L、 CaCl2 2H20 0.025g/L、 KH2PO40.175g/L和NaCl 0.025g/L)，接種
Neochlorisoleoabundans(綠藻)，采用本領(lǐng)域的常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng)操作，培養(yǎng)5天。 收集上述培養(yǎng)液，離心后去上清液，收集細(xì)胞泥50kg，向細(xì)胞泥中加入95體
積X乙醇200L，室溫下攪拌提取2h，再進(jìn)行離心處理，收集離心上清液，離心所得沉
淀——細(xì)胞泥再用200L95體積X乙醇再提取1次，依然是室溫下攪拌提取2h，然后離心
收集上清液。 合并兩次提取、離心后所得上清液，將該上清液經(jīng)減壓蒸餾處理回收乙醇，釜 底物為葉綠素濃縮液，將該葉綠素濃縮液經(jīng)噴霧干燥處理后，得到150g葉綠素粉，提取 率為0.15kg/m3。
實(shí)施例2 本實(shí)施例的微藻中葉綠素的提取方法，包括如下步驟在1000L的液體培養(yǎng)基中(培養(yǎng)基含NaNO30.25g/L、 K2HPO40.075g/L、
MgS04. 7H20 0.075g/L、 CaCl2 . 2H20 0.025g/L、 KH2PO40.175g/L和NaC10.025g/L)，接種
CMorella vugris(小球藻)，采用本領(lǐng)域的常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng)操作，培養(yǎng)5天。 收集上述培養(yǎng)液，離心后去上清液，收集細(xì)胞泥45kg，向細(xì)胞泥中加入90%丙
酮300L， 1(TC下攪拌提取24h，再進(jìn)行離心處理，收集離心上清液，離心所得沉淀——
細(xì)胞泥再用300L90體積X丙酮再提取1次，依然是l(TC下攪拌提取24h，然后離心收集
上清液。 合并兩次提取、離心后所得上清液，將該上清液經(jīng)減壓蒸餾處理回收丙酮，釜 底物為葉綠素濃縮液，將該葉綠素濃縮液經(jīng)噴霧干燥處理后，得到130g葉綠素粉。
權(quán)利要求
一種微藻的預(yù)處理工藝，其特征在于該預(yù)處理工藝是在微藻進(jìn)行能源利用前，對(duì)微藻進(jìn)行葉綠素的提取。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)處理工藝，其特征在于所述預(yù)處理工藝包括如下步驟(1) 將微藻經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)后獲得微藻細(xì)胞，向微藻細(xì)胞中加入有機(jī)溶劑進(jìn)行提取，分別 收集有機(jī)溶劑提取液和微藻細(xì)胞沉淀；(2) 將上述有機(jī)溶劑提取液經(jīng)過蒸發(fā)處理，得到葉綠素濃縮液或者葉綠素浸膏；(3) 上述微藻細(xì)胞沉淀用于后續(xù)能源開發(fā)利用。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述預(yù)處理工藝，藻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述預(yù)處理工藝藻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述預(yù)處理工藝， 丙酮、甲醇或它們的水溶液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述預(yù)處理工藝， 為微藻細(xì)胞質(zhì)量的3 10倍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述預(yù)處理工藝， 24小時(shí)，提取溫度為0 5(TC。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述預(yù)處理工藝， 胞進(jìn)行提取，收集提取液，可再次用有機(jī)溶劑對(duì)經(jīng)過提取的微藻細(xì)胞再次進(jìn)行提取，收 集提取液。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述預(yù)處理工藝，其特征在于所述步驟(2)中，蒸發(fā)為常壓蒸發(fā)或 減壓蒸發(fā)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述預(yù)處理工藝，其特征在于所述步驟(2)中，葉綠素濃縮液或浸 膏通過噴霧干燥或冷凍干燥制成葉綠素粉。其特征在于所述步驟(l)中，微藻為含葉綠素微 ，其特征在于所述微藻為綠藻門微藻或黃藻門微 其特征在于所述步驟(l)中，有機(jī)溶劑為乙醇、 其特征在于所述步驟(l)中，有機(jī)溶劑的加入量 其特征在于所述步驟(l)中，提取的時(shí)間為1 其特征在于所述步驟(l)中，有機(jī)溶劑對(duì)微藻細(xì)
全文摘要
本發(fā)明公開一種微藻的預(yù)處理工藝，該預(yù)處理工藝是在微藻進(jìn)行能源利用前，對(duì)微藻進(jìn)行葉綠素的提取。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)微藻進(jìn)行能源利用時(shí)，往往會(huì)伴隨著大量的葉綠素的浪費(fèi)，本發(fā)明提供的方法可使得微藻在能源利用前，微藻內(nèi)富含的葉綠素先被提取出來，不但不會(huì)損失微藻的熱值，影響微藻的有益價(jià)值，而且可以得到高附加值的葉綠素，整個(gè)預(yù)處理工藝操作簡單，所用試劑價(jià)格低廉，有利于大規(guī)模的推廣。
文檔編號(hào)C12R1/89GK101691374SQ20091019291
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者李雁群 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)