发布时间:2024-06-21 14:42 原文链接: 微藻生物质提取工艺方法介绍

微藻生物质提取工艺有有机溶剂混合物油脂提取工艺、机械破碎工艺、亚临界水提取法、快速溶剂萃取工艺、超临界甲醇/CO2 工艺等,但仅限于实验室水平,远达不到工业化要求。

1 有机溶剂混合物油脂提取工艺

这一方法已经有人在实验室中用于微藻油脂的提取(Iverson et al.,2001;Lewis et. al., 2000),根据实验结果,生物质与非极性溶解剂的结合,会减弱脂质与细胞器间的连接,有利于其在水、甲醇、氯仿等单向系统中的溶解,水会在脂质的表面形成一层保护层,使其难溶于氯仿等弱极性溶剂。因此微藻如果在提取前含有水份,搅拌、超声波或者增加溶解的量都不会提高微藻油脂的提取效率。

混合溶剂系统很难实现工业化应用,因为甲醇和氯仿有毒、难运输。而且溶剂系统需要高温高压环境,因为:

1) 高温高压可以增加物质交换速率,提高溶剂到生物质的渗透性能。

2)高压可以减低溶剂的介电常数,增加其余油脂极性的匹配程度。因此,溶剂进入到被提取物质中,与分析物在溶剂中的溶解度同样重要。

高温高压时提高溶解效率的两个非化学因素,但会提高工艺成本,如果提取物中含有水分,成本还将成倍提高,所以这一工艺要求提取物完全干燥。

2 亚临界水提取法

这一工艺中,温度为水的临界温度,并使用高压使水维持在液态提取油脂的一种方法。这一状态下,水的极性减弱,比在室温下更容易溶解有机体,另外,水在高温状态下更容易进入细胞器。当水冷却至室温时,溶解在其中的油脂和有机体很容易被分离出来。这一方法还有提取时间短、提取物质量高、成本低、环境友好等特点。

3 超临界甲醇/CO2 工艺

超临界液体提取工艺将气态物质易传递的特性和液态物质的溶解性相结合,提取效率要大大高于液体溶剂。CO2 由于其合适的临界性质(压力72.9ATM,温度31.1℃)、低毒、化学惰性等优势,使用广泛。其它液体包括甲醇、乙醇、水、二氧化氮、六氟化硫等。这一方法的最大优点是:在提取过程技术后,提取物质溶解在超临界液态溶剂中,在下游工艺中只要将温度和压力恢复到气态条件,提取物质自然就会与溶剂分离。

4 非传统提取方式

部分公司会培养异养微藻,破碎提取生物油。这种培养中,非光合藻类以蔗糖为原料,使用正常的工业发酵设备,微藻将油脂分泌到细胞外,便于提取和精炼。这一方法减少了破碎细胞和组织内油脂提取的成本,还有可以使用现有的工业发酵设备,产率大于光合微藻,容易实现规模化生产等优点。

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