專利名稱：一種藻類細(xì)胞中的生物油脂及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種藻類細(xì)胞中的生物油脂及其在制備生物柴油方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著世界范圍內(nèi)化石燃料和石油能源的加速消耗以及由此帶來的各種污染和環(huán)境問題，可再生的生物能源日益得到人們的重視。在各項(xiàng)政策的鼓勵(lì)和支持下，全世界生物燃料(包括生物柴油和生物乙醇等)的年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了約350億升。生物柴油是以生物油脂(通常包括植物脂肪，動(dòng)物脂肪等)與醇類物質(zhì)(通常為甲醇、乙醇)為原料，通過酯交換反應(yīng)得到的長鏈脂肪酸甲酯。甲醇在一定溫度下，與生物油脂中的甘油三酯發(fā)生酯交換反應(yīng)，產(chǎn)生甘油和脂肪酸甲酯，甘油被分離后，得到的脂肪酸甲酯就是生物柴油。酯交換反應(yīng)中甘油三酯與甲醇的理論摩爾比例是1:3，但在工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，通常加入過量的甲醇以確保反應(yīng)向生成甲酯的方向進(jìn)行。在酯交換反應(yīng)中，可以用酸、堿或酶做催化劑進(jìn)行催化。生物柴油可取代傳統(tǒng)的由石油提取的柴油應(yīng)用于現(xiàn)有的柴油機(jī)中，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用安全，在燃燒過程中要比傳統(tǒng)的柴油排放出更少的有害大氣污染物如硫氧化物，芳香烴化合物，碳氧化物，顆粒物等，并且由于其具備無毒無害，可生物降解性等優(yōu)點(diǎn)，因此顯示出非常有潛力的應(yīng)用前景。相關(guān)研究表明，等量的生物柴油在燃燒過程中平均要比傳統(tǒng)柴油少釋放53%-69%的顆粒物，79%-83%的飛灰，45%_67%的碳?xì)浠衔镆约?%-16%的一氧化碳。在自然環(huán)境之中，絕大部分生物柴油可在21-28天之內(nèi)降解，其降解速度為傳統(tǒng)柴油的4倍。此外，生物柴油還具有良好的潤滑性能和更好的燃燒性能。以油料作物榨取的植物油脂，廢棄的烹飪用油和動(dòng)物油脂為原料制取生物柴油的實(shí)踐已經(jīng)有超過50年的歷史。在美國，生物柴油的主要原料是大豆油脂，但其生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量已經(jīng)難以滿足巨大的需求。以微生物油脂為原料制取生物柴油的研究也有著近30年的歷史，然而直到近幾年才受到了越來越多的矚目。其中，藻類為微生物油脂的主要來源。藻類是一類低等的放氧自養(yǎng)型生物，其種類繁多、在地球上的分布極其廣泛，地球上的生物每年通過光合作用生產(chǎn)的生物質(zhì)中的40%都應(yīng)歸功于藻類的光合作用。微藻是指一些微觀的單細(xì)胞、群體或藻體呈絲狀的藻類，絕大部分微藻生長繁殖在水環(huán)境中，不會(huì)與農(nóng)業(yè)用 地和牧業(yè)用地相競爭。微生物油脂是微生物如微藻類等利用碳水化合物合成的甘油酯，其脂肪酸組成與植物油相近，主要為甘油三酸酯。微生物細(xì)胞體內(nèi)的油脂含量一般大于40%至50%，一些經(jīng)過基因工程改良的微藻類細(xì)胞中油脂含量甚至可以達(dá)到80%以上。以微生物油脂為原料，經(jīng)過精煉，酯交換，分離純化等過程，可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的生物柴油。從藻類中提取生物油脂須經(jīng)歷一個(gè)對(duì)藻類細(xì)胞進(jìn)行預(yù)處理的過程，該過程的目的為破壞其細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，使細(xì)胞內(nèi)的脂類流出并加以提取。預(yù)處理過程一般包括干燥，藻類細(xì)胞破碎和微生物油脂的提取等幾個(gè)步驟。藻類細(xì)胞的破碎方法主要有勻漿器破碎，玻珠研磨機(jī)研磨，超聲波破碎，微波破碎，高壓釜加溫加壓破碎，反復(fù)凍融法破碎，有機(jī)溶劑裂解，滲透壓沖擊破碎，酶裂解等。
目前全世界范圍內(nèi)，能源緊缺，石化燃料即將耗盡，新能源的開發(fā)迫在眉睫。生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動(dòng)物油脂、餐飲垃圾油等為原料油，通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性燃料。生物柴油具有優(yōu)良的環(huán)保特性、低溫啟動(dòng)性能、潤滑性能、良好的安全性能和燃燒性能等。藻類細(xì)胞體內(nèi)提取出的生物油脂，將是一種優(yōu)良的生物柴油原料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，該制備方法可快速破碎藻類細(xì)胞，以提取藻類細(xì)胞中的生物油脂。
本發(fā)明的目的之二在于提供上述的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂在制備生物柴油中的應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，即首先將藻類細(xì)胞破碎，然后收集破碎的藻類細(xì)胞混合液并離心，取上清液用正己烷/乙酸乙酯混合溶劑進(jìn)行第一次液液萃取，收集水相和有機(jī)相；
將第一次液液萃取得到的水相用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第二次液液萃取，收集水相和有機(jī)相；
將第二次萃取所得的水相用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第三次液液萃取，收集水相和有機(jī)相；
合并三次萃取所得的有機(jī)相真空蒸發(fā)去除正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑后所得的產(chǎn)物即為藻類細(xì)胞中的生物油脂。上述的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，具體包括如下步驟
(1)、將藻液于密閉的不銹鋼反應(yīng)釜中，勻速攪拌，保持小球藻懸浮于溶液中；
(2)、利用臭氧發(fā)生器和空壓機(jī)將臭氧和空氣按體積比計(jì)算，即臭氧空氣為I:150的比例將臭氧和空氣組成的混合氣體通入密閉的反應(yīng)釜中，直至反應(yīng)釜中壓力達(dá)到O. 4 O. 8 Mpa，然后迅速打開反應(yīng)釜的放氣閥，釋放壓力至大氣壓，這一過程稱為一個(gè)加壓-減壓循環(huán)；
(3)、多次重復(fù)步驟(2)的加壓-減壓循環(huán)40 80次，最終得到破碎的藻類細(xì)胞混合
液；
(4)、取出密閉反應(yīng)釜中的破碎的藻類細(xì)胞混合液，離心后取上清液，按體積比計(jì)算，SP上清液正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑為I :0. 3，在上清液中加入正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑，進(jìn)行第一次液液萃取，分層后分別收集水相I和有機(jī)相I ;
所述的正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑，即由正己烷和乙酸乙酯按體積比計(jì)算，即正己烷乙酸乙酯為I :1的比例混合而成；
(5)、在步驟(4)收集的水相I中按體積比計(jì)算，即水相I:正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑為I :0. 2的比例加入正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑，進(jìn)行第二次液液萃取，分層后分別收集水相2和有機(jī)相2 ；
所述的正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑，即由正己烷和乙酸乙酯按體積比計(jì)算，即正己烷乙酸乙酯為I :1的比例混合而成；(6)、在步驟(5)收集的水相2中按體積比計(jì)算，即水相2:正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑為I :0. I的比例加入正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑，進(jìn)行第三次液液萃取，分層后分別收集水相3和有機(jī)相3 ；
所述的正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑，即由正己烷和乙酸乙酯按體積比計(jì)算，即正己烷乙酸乙酯為I :1的比例混合而成；
(7)、合并步驟(4)、(5)和(6)三次萃取收集的有機(jī)相I、有機(jī)相2和有機(jī)相3后置入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，常溫下蒸發(fā)至正己烷和乙酸乙酯混合有機(jī)溶液蒸發(fā)完全，得到藻類細(xì)胞中的生物油脂。上述的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂在制備生物柴油中的應(yīng)用，即在藻類細(xì)胞中的生物油脂中加入濃度為2 mol/L的KOH的甲醇溶液，劇烈攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)過程中攪拌轉(zhuǎn)速為2800 rpm，時(shí)間為2 min，酯化反應(yīng)將脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，靜置分層，上層所得產(chǎn)物即為生物柴油； 所述的濃度為2 mol/L的KOH的甲醇溶液的加入量按其占藻類細(xì)胞中的生物油脂質(zhì)量比計(jì)算，即藻類細(xì)胞中的生物油脂濃度為2 mol/L的KOH的甲醇溶液為I : 10-20。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，其制備過程中利用壓力輔助臭氧法對(duì)藻類細(xì)胞破壁，即以臭氧為媒介，通過氣-液反應(yīng)，作用于藻液，在攪拌器作用下使臭氧與藻液混合均勻進(jìn)而破碎藻類細(xì)胞，因此具有設(shè)備流程簡單，破壁效果好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)勢，是一種有效的藻類細(xì)胞破碎方法。進(jìn)一步，本發(fā)明的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，由于利用臭氧的氧化性能氧化藻類的細(xì)胞壁與細(xì)胞膜，輔助以壓力來破壞藻類的細(xì)胞，使得藻類細(xì)胞中的脂肪酸等成分外流，并使用有機(jī)溶劑以液液萃取的方式獲得脂肪酸和烷烴。實(shí)驗(yàn)證明，在系統(tǒng)壓力為O. 8 MPa,加壓-減壓循環(huán)數(shù)為80的條件下，小球藻的生物油脂萃取率可達(dá)16. 7-26.7%，并且產(chǎn)物的飽和程度有所提高。所以，本發(fā)明提供的以藻類細(xì)胞內(nèi)的生物油脂制備生物柴油的流程，具備操作簡單、原料來源廣泛、產(chǎn)量高、價(jià)格便宜、易于規(guī)?；葍?yōu)勢，是一種有效的生物柴油制備新方法。最終所得的生物柴油，其主要成分為C16:0與C18 O分別為27. 8%-45. 9%及34. 7%_48. 6%，符合國家GB/T 20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油(BD100)》標(biāo)準(zhǔn)。


圖I、是本發(fā)明的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖和對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，但并不限制本發(fā)明。一種藻類細(xì)胞中的生物油脂，通過包括如下步驟的制備方法進(jìn)行制備，其制備過程的工藝流程示意圖如圖I所示，即首先是藻種培養(yǎng)與藻液獲取，然后將收獲的藻液放入高壓反應(yīng)釜中攪拌均勻，通入按體積比即臭氧空氣為I : 150的臭氧和空氣的混合氣體并攪拌均勻，加壓至O. 4 O. 8 Mpa，維持I 2 s時(shí)間，打開反應(yīng)釜排氣閥釋放壓力至常壓，這時(shí)過飽和的氣體從藻液中釋放出來；
重復(fù)上述的攪拌均勻，通入臭氧和空氣的混合氣體、加壓，釋壓，過飽和的氣體從藻液中釋放的過程40 80個(gè)循環(huán)，即完成了藻類細(xì)胞的破碎；
收集破碎的藻類細(xì)胞混合液，離心后取上清液，用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第一次液液萃取，分層后分別收集水相和有機(jī)相；
將第一次液液萃取得到的水相再用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第二次液液萃取，分層后分別收集水相和有機(jī)相；
將第二次萃取所得的水相再次用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第三次液液萃·取，分層后分別收集水相和有機(jī)相；
合并三次萃取所得的有機(jī)相置入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，常溫下蒸發(fā)至正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑蒸發(fā)完全，即得到藻類細(xì)胞中的生物油脂。在藻類細(xì)胞中的生物油脂中加入KOH的甲醇溶液，劇烈攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)，所得產(chǎn)物即為生物柴油。實(shí)施例I
一種藻類細(xì)胞中的生物油脂，通過包括如下步驟的方法制備
(1)、量取200ml收獲的藻液于I L的高壓反應(yīng)爸中,在120 r/min條件下攪拌5 min ；
(2)、打開臭氧發(fā)生器和空壓機(jī)，按體積比即臭氧空氣為I:150的比例控制臭氧和空氣的總流量為2 L/min，將臭氧和空氣組成的混合氣體通入到高壓反應(yīng)釜中，繼續(xù)以120r/min勻速攪動(dòng)藻液,使通入的臭氧、空氣和藻液均勻混合；
(3)、控制高壓反應(yīng)釜壓力為0.6MPa，當(dāng)達(dá)到O. 6 Mpa時(shí)，打開高壓反應(yīng)釜的排氣閥使壓力降至常壓，然后再升壓至O. 6 10^，當(dāng)達(dá)到0.6 Mpa時(shí)，再次打開高壓反應(yīng)釜的排氣閥使壓力降至常壓，循環(huán)升壓、降壓過程40次即得到破碎的藻類細(xì)胞；
(4)、打開反應(yīng)釜，取出藻液，離心后取上清液，利用25mL體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第一次液液萃取、分液，分別收集水相I與有機(jī)相I ;
(5)、取出步驟(4)得到的水相1，利用15mL體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第二次液液萃取、分液，分別收集水相2與有機(jī)相3。(6)、取出步驟(5)得到的水相2，利用10 ml體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第三次液液萃取、分液，收集有機(jī)相3 ；。(7)、合并步驟(4)、(5)、(6)三步所得的有機(jī)相I、有機(jī)相2和有機(jī)相3并置入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀器中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)30 min,即得藻類細(xì)胞中的生物油脂，其產(chǎn)率為17.6g/100g干藻。向上述所得的藻液所提取的生物油脂中加入濃度為2 mol/L的KOH的甲醇溶液，其加入量按其占藻類細(xì)胞中的生物油脂的質(zhì)量比計(jì)算，即藻類細(xì)胞中的生物油脂濃度為2mol/L的KOH的甲醇溶液約為1:17，劇烈攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)過程中控制攪拌轉(zhuǎn)速為2800 rpm，時(shí)間為2 min，反應(yīng)完成后即得生物柴油。上述所得的生物柴油，溶于I mL正己烷溶液后進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜檢測發(fā)現(xiàn)，其主要成分為C16:0與C18 :0，按照國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法(GB/T 22223-2008)確定其相對(duì)百分含量分別為27. 8%與34. 7%，符合國家GB/T 20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油(BD100)》標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2
一種藻類細(xì)胞中的生物油脂，通過包括如下步驟的方法制備
(1)、量取200mL收獲的藻液于I L的高壓反應(yīng)釜中，在120 r/min條件下攪拌5 min ；
(2)、打開臭氧發(fā)生器和空壓機(jī)，按體積比即臭氧空氣為I:150的比例控制臭氧和空氣的總流量為2 L/min，將臭氧和空氣組成的混合氣體通入到高壓反應(yīng)釜中，繼續(xù)以120r/min勻速攪動(dòng)藻液,使通入的臭氧、空氣和藻液均勻混合；
(3)、控制高壓反應(yīng)釜壓力為0.6MPa，當(dāng)達(dá)到O. 6 Mpa時(shí)，打開高壓反應(yīng)釜的排氣閥使壓力降至常壓，然后再升壓至O. 6 10^，當(dāng)達(dá)到0.6 Mpa時(shí)，再次打開高壓反應(yīng)釜的排氣閥使壓力降至常壓，循環(huán)升壓、降壓過程80次即得到破碎的藻類細(xì)胞；
(4)、打開反應(yīng)釜，取出藻液，離心后取上清液，利用25mL體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第一次液液萃取、分液，分別收集水相I與有機(jī)相I ;
(5)、取出步驟(4)得到的水相1，利用15mL體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第二次液液萃取、分液，分別收集水相2與有機(jī)相3。(6)、取出步驟(5)得到的水相2，利用10 ml體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第三次液液萃取、分液，收集有機(jī)相3 ；。(7)、合并步驟(4)、(5)、(6)三步所得的有機(jī)相I、有機(jī)相2和有機(jī)相3并置入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀器中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)30 min,即得藻類細(xì)胞中的生物油脂，其產(chǎn)率為26. 7g/100g干藻。將上述所得的藻液所提取的生物油脂中加入濃度為2 mol/L的KOH的甲醇溶液，其加入量按其占藻類細(xì)胞中的生物油脂質(zhì)量比計(jì)算，即藻類細(xì)胞中的生物油脂濃度為2mol/L的KOH的甲醇溶液約為1:10，劇烈攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)過程中控制攪拌轉(zhuǎn)速為2800 rpm，時(shí)間為2 min，反應(yīng)完成后即得生物柴油。上述所得的生物柴油，溶于I mL正己烷溶液后進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜檢測發(fā)現(xiàn)，其主要成分為C16:0與C18 :0，按照國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法(GB/T 22223-2008)確定其相對(duì)百分含量分別為45. 9%與46. 3%，符合國家GB/T 20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油(BD100)》標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例3
一種藻類細(xì)胞中的生物油脂，通過包括如下步驟的方法制備
(1)、量取200mL收獲的藻液于I L的高壓反應(yīng)釜中，在120 r/min條件下攪拌5 min ；
(2)、打開臭氧發(fā)生器和空壓機(jī)，按體積比即臭氧空氣為I:150的比例控制臭氧和空氣的總流量為2 L/min，將臭氧和空氣組成的混合氣體通入到高壓反應(yīng)釜中，繼續(xù)以120r/min勻速攪動(dòng)藻液,使通入的臭氧、空氣和藻液均勻混合；
(3)、控制高壓反應(yīng)釜壓力為0.8MPa，當(dāng)達(dá)到O. 8 Mpa時(shí)，打開高壓反應(yīng)釜的排氣閥使壓力降至常壓，然后再升壓至O. 8吧&，當(dāng)達(dá)到0.8 Mpa時(shí)，再次打開高壓反應(yīng)釜的排氣閥使壓力降至常壓，循環(huán)升壓、降壓過程80次即得到破碎的藻類細(xì)胞；
(4)、打開反應(yīng)釜，取出藻液，離心后取上清液，利用25mL體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第一次液液萃取、分液，分別收集水相I與有機(jī)相I ;
(5)、取出步驟(4)得到的水相1，利用15mL體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第二次液液萃取、分液，分別收集水相2與有機(jī)相3。
(6)、取出步驟(5)得到的水相2，利用10 ml體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第三次液液萃取、分液，收集有機(jī)相3 ；。(7)、合并步驟(4)、(5)、(6)三步所得的有機(jī)相I、有機(jī)相2和有機(jī)相3并置入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀器中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)30 min,即得藻類細(xì)胞中的生物油脂，其產(chǎn)率為24.3g/100g干藻。向上述所得的藻液所提取的生物油脂中加入濃度為2 mo I/L的KOH的甲醇溶液，其加入量按其占藻類細(xì)胞中的生物油脂的質(zhì)量比計(jì)算，即藻類細(xì)胞中的生物油脂濃度為2mol/L的KOH的甲醇溶液約為1:13，劇烈攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)過程中控制攪拌轉(zhuǎn)速為2800 rpm，時(shí)間為2 min，反應(yīng)完成后即得生物柴油。上述所得的生物柴油，溶于I mL正己烷溶液后進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜檢測發(fā)現(xiàn)，其主要成分為C16:0與C18 :0，按照國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法(GB/T 22223-2008)確定其相對(duì)百分含量分別為40. 4%與48. 6%，符合國家GB/T 20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油 (BD100)》標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例4
一種藻類細(xì)胞中的生物油脂，通過包括如下步驟的方法制備
(1)、量取200ml收獲的藻液于I L的高壓反應(yīng)爸中,在120 r/min條件下攪拌5 min ；
(2)、打開臭氧發(fā)生器和空壓機(jī)，按體積比即臭氧空氣為I:150的比例控制臭氧和空氣的總流量為2 L/min，將臭氧和空氣組成的混合氣體通入到高壓反應(yīng)釜中，繼續(xù)以120r/min勻速攪動(dòng)藻液,使通入的臭氧、空氣和藻液均勻混合；
(3)、控制高壓反應(yīng)釜壓力為O.4 MPa，當(dāng)達(dá)到O. 4 Mpa時(shí)，打開高壓反應(yīng)釜的排氣閥使壓力降至常壓，然后再升壓至O. 4 10^，當(dāng)達(dá)到0.4 Mpa時(shí)，再次打開高壓反應(yīng)釜的排氣閥使壓力降至常壓，循環(huán)升壓、降壓過程80次即得到破碎的藻類細(xì)胞；
(4)、打開反應(yīng)釜，取出藻液，離心后取上清液，利用25mL體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第一次液液萃取、分液，分別收集水相I與有機(jī)相I ;
(5)、取出步驟(4)得到的水相1，利用15mL體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第二次液液萃取、分液，分別收集水相2與有機(jī)相3。(6)、取出步驟(5)得到的水相2，利用10 ml體積比為I :1的由正己烷與乙酸乙酯組成的混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第三次液液萃取、分液，收集有機(jī)相3 ；。(7)、合并步驟(4)、(5)、(6)三步所得的有機(jī)相I、有機(jī)相2和有機(jī)相3并置入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀器中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)30 min,即得藻類細(xì)胞中的生物油脂，其產(chǎn)率為22. 5 g/100g干藻。向上述所得的生物油脂中加入濃度為2 mol/L的KOH的甲醇溶液，其加入量按其占藻類細(xì)胞中的生物油脂的質(zhì)量比計(jì)算，即藻類細(xì)胞中的生物油脂濃度為2 mol/L的KOH的甲醇溶液約為1:20，劇烈攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)過程中控制攪拌轉(zhuǎn)速為2800 rpm,時(shí)間為2 min，反應(yīng)完成后即得生物柴油。上述所得的生物柴油，溶于I mL正己烷溶液后進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜檢測(生產(chǎn)廠家美國Agilent公司，型號(hào)7890)發(fā)現(xiàn)，其主要成分為C16:0與C18 :0，按照國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法(GB/T 22223-2008)確定其相對(duì)百分含量分別為40. 8%與39. 2%，符合國家GB/T20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油(BD100)》標(biāo)準(zhǔn)。
以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式的舉例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。·
權(quán)利要求
1.一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，其特征在于首先將藻類細(xì)胞破碎，然后收集破碎的藻類細(xì)胞混合液并離心，取上清液用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第一次液液萃取，收集水相和有機(jī)相； 將第一次液液萃取得到的水相用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第二次液液萃取，收集水相和有機(jī)相； 將第二次萃取所得的水相用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第三次液液萃取，收集水相和有機(jī)相； 合并三次萃取所得的有機(jī)相真空蒸發(fā)去除正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑后所得的產(chǎn)物即為藻類細(xì)胞中的生物油脂。
2.如權(quán)利要求I所述的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，其特征在于所述的藻類細(xì)胞破碎即首先是藻種培養(yǎng)與藻液獲取，然后將收獲的藻液放入高壓反應(yīng)釜中攪拌均勻，通入臭氧和空氣的混合氣體并攪拌均勻，加壓至O. 4 O. 8Mpa,維持I 2s時(shí)間，打開反應(yīng)釜排氣閥釋放壓力至常壓，這時(shí)過飽和的氣體從藻液中釋放出來； 重復(fù)上述的攪拌均勻，通入臭氧和空氣的混合氣體、加壓，釋壓，過飽和的氣體從藻液中釋放的過程40 80個(gè)循環(huán)，即得到破碎的藻類細(xì)胞。
3.如權(quán)利要求2所述的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，其特征在于所述的臭氧和空氣混合氣體按體積比即臭氧空氣為I :150，總流量為2 L/min。
4.如權(quán)利要求3所述的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，其特征在于第一次液液萃取時(shí)，按體積比計(jì)算，即上清液正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑為I :0. 3 ; 所述的正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑，即由正己烷和乙酸乙酯按體積比計(jì)算，即正己烷乙酸乙酯為I :1的比例混合而成。
5.如權(quán)利要求4所述的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，其特征在于第二次液液萃取時(shí)，按體積比計(jì)算，即第一次液液萃取所得的水相正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑為 I :0· 2 ; 所述的正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑，即由正己烷和乙酸乙酯按體積比計(jì)算，即正己烷乙酸乙酯為I :1的比例混合而成。
6.如權(quán)利要求5所述的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，其特征在于第三次液液萃取時(shí)，按體積比計(jì)算，即第二次液液萃取所得的水相正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑為 I :0· I ; 所述的正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑，即由正己烷和乙酸乙酯按體積比計(jì)算，即正己烷乙酸乙酯為I :1的比例混合而成。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法所得的藻類細(xì)胞中的生物油脂。
8.如權(quán)利要求7所述的藻類細(xì)胞中的生物油脂在制備生物柴油中的應(yīng)用，其特征在于步驟如下 在藻類細(xì)胞中的生物油脂中加入濃度為2 mo I/L的KOH的甲醇溶液，劇烈攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)過程中攪拌轉(zhuǎn)速為2800 rpm，時(shí)間為2 min，酯化反應(yīng)完成后，靜置分層，上層所得產(chǎn)物即為生物柴油； 所述的濃度為2mol/L的KOH的甲醇溶液的加入量按其占藻類細(xì)胞中的生物油脂質(zhì)量比 計(jì)算，即藻類細(xì)胞中的生物油脂濃度為2mol/L的KOH的甲醇溶液約為I : 10-20。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種藻類細(xì)胞中的生物油脂的制備方法，即首先將藻類細(xì)胞破碎，收集破碎的藻類細(xì)胞混合液離心，取上清液用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第一次液液萃取，收集水相和有機(jī)相；將第一次液液萃取得到的水相用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第二次液液萃取，收集水相和有機(jī)相；將第二次萃取所得的水相用正己烷/乙酸乙酯混合有機(jī)溶劑進(jìn)行第三次液液萃取，收集水相和有機(jī)相；合并三次萃取所得的有機(jī)相真空蒸發(fā)即得到藻類細(xì)胞中的生物油脂，在藻類細(xì)胞中的生物油脂中加入KOH的甲醇溶液，劇烈攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)，即得符合國家GB/T20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油(BD100)》標(biāo)準(zhǔn)的生物柴油。
文檔編號(hào)C11B3/12GK102899166SQ201210431210
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者李亮, 黃遠(yuǎn)星, 許智華, 金小穎, 李洋洋, 方學(xué)友, 宋翠紅, 崔晨晨 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)