微藻油脂的分离方法和分离系统技术方案

本发明专利技术涉及微藻生物工程技术领域，公开了一种微藻油脂的分离方法和分离系统，该方法包括：(1)在0.1MPa以上的压力下，用萃取剂对微藻进行萃取处理，得到藻渣和萃取混合物，所述萃取剂为在0.1MPa以上的压力下能够液化且能够萃取油脂、并在常温常压下为气相的有机物；(2)将萃取混合物进行减压处理以回收所述萃取剂，得到微藻油脂。本发明专利技术的方法，萃取分离效率高、速率快、油脂纯度高、固相无萃取剂残留、成本低、环境友好、无污染。

【技术实现步骤摘要】
微藻油脂的分离方法和分离系统
本专利技术涉及微藻生物工程
，具体涉及一种微藻油脂的分离方法和分离系统。
技术介绍
微藻是一种分布广、生长速度快、结构简单的单细胞生物。在微藻生长的同时，可以固定大量的二氧化碳，对减排大气中的二氧化碳意义重大。通过自身特有的代谢过程，微藻可以生成多种结构独特的有价值化合物，包括微藻油脂、蛋白质、多糖、维生素等，是很有前景的经济作物。充分利用微藻中的各种成分，不但可以提高微藻的经济价值，也可以有效降低微藻减排二氧化碳的成本，为微藻养殖的大规模应用奠定基础。因此，微藻成分的有效获取是一个关键。目前，多采用破壁、溶剂萃取、水洗，然后油水分离、盐析和醇沉等实现微藻中油脂、蛋白质和多糖的分离。CN101352249A公开了一种全面利用含油微藻的生产方法，具体公开了：微藻采用高压均质破壁，然后脂肪酸甲酯萃取，萃取后离心分离，固相水洗三次后，水洗液和萃取液混合进行油水分离，得到油相的微藻油，水相依次经过硫酸铵和乙醇沉淀得到微藻蛋白和微藻多糖。CN104560357A公开了一种同时提取微藻油脂及微藻多糖的方法。主要是通过酶降解和80～120℃和0.05～0.25MPa的二次处理得到预处理的微藻。然后，乙醚或者氯仿萃取，萃取液经过乙醇沉淀而同时获得微藻多糖和微藻油脂。CN101429467A公开了一种从微藻中同时提取油脂和蛋白质的方法。通过蒸汽破壁、溶出油脂和蛋白质，分离藻渣后的混合液经过破乳、油水分离，得到油相和水相，油相得到油脂，水相经过浓缩、pH酸调节得到蛋白质。由上可以看到，现有技术首先都要进行条件较为苛刻的破壁处理(如高压均质破壁、酶降解或蒸汽破壁等)，然后进行组分分离，而且得到的均为油水混合物，需要破乳、油水分离，才能得到油溶出物和水溶出物，操作步骤多，成本高，破乳效率低，油相和水相的分离困难，最终影响微藻成分分离的纯度和效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中存在的上述问题，提供一种微藻油脂的分离方法和分离系统。本专利技术的方法，萃取分离效率高、速率快、油脂纯度高、固相无萃取剂残留、成本低、环境友好、无污染。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种微藻油脂的分离方法，该方法包括：(1)在0.1MPa以上的压力下，用萃取剂对微藻进行萃取处理，得到藻渣和萃取混合物，所述萃取剂为在0.1MPa以上的压力下能够液化且能够萃取油脂、并在常温常压下为气相的有机物；(2)将萃取混合物进行减压处理以回收所述萃取剂，得到微藻油脂。第二方面，本专利技术提供了一种微藻油脂的分离系统，该系统包括：萃取装置、油脂分离装置、缓冲装置、压缩装置、换热装置、萃取剂存储装置和抽真空装置，所述萃取装置用于在0.1MPa以上的压力下，用萃取剂对微藻进行萃取处理，以得到藻渣和萃取混合物，其中，所述萃取剂为在0.1MPa以上的压力下能够液化且能够萃取油脂、并在常温常压下为气相的有机物；所述油脂分离装置用于将来自所述萃取装置的萃取混合物进行减压处理，以得到微藻油脂和回收的萃取剂；所述缓冲装置用于去除来自所述油脂分离装置的萃取剂中残留的油脂，以得到纯净萃取剂；所述压缩装置用于将来自所述缓冲装置的纯净萃取剂进行压缩处理，以得到液化的萃取剂；所述换热装置用于将来自所述压缩装置的液化的萃取剂进行冷却处理；所述萃取剂存储装置用于存储来自所述换热装置的冷却后的液化的萃取剂；所述抽真空装置用于在进行萃取处理前将所述萃取装置进行抽真空处理、在来自所述萃取装置的萃取混合物进入油脂分离装置后对所述油脂分离装置进行减压处理、以及在萃取处理结束后将所述萃取装置进行减压处理。本专利技术的方法，能够实现微藻油脂的高效萃取，整个过程中萃取剂、萃取物和萃取残渣分离容易，萃取油脂和萃取残渣中残留萃取剂含量不高于0.1-1重量％，油脂纯度更高，使得后续微藻残渣中蛋白质和多糖的分离更容易。而且，该方法中无需进行条件苛刻的破壁处理(如高压均质破壁、酶降解或蒸汽破壁等)，可不进行破壁处理或进行简单的破壁处理(如机械粉碎、研磨或超声)即可。整个萃取过程操作稳定，质量控制容易，无需进行破乳、油水分离；且萃取过程中所用的萃取剂为在0.1MPa以上的压力下能够液化且能够萃取油脂、并在常温常压下为气相的有机物(与现有技术中使用的甲醇、乙醇、三氯甲烷、正己烷等液体萃取剂不同，且不需要使用液体萃取剂)，所有萃取剂都可以回收利用，萃取分离效率高、速率快，油脂纯度高、固相无萃取剂残留，成本低且不会出现废液排放和环境污染的问题。附图说明图1是本专利技术的微藻油脂的分离方法的流程示意图。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供了一种微藻油脂的分离方法，该方法包括：(1)在0.1MPa以上的压力下，用萃取剂对微藻进行萃取处理，得到藻渣和萃取混合物，所述萃取剂为在0.1MPa以上的压力下能够液化且能够萃取油脂、并在常温常压下为气相的有机物；(2)将萃取混合物进行减压处理以回收所述萃取剂，得到微藻油脂。本专利技术的方法中，所用的萃取剂为在0.1MPa以上的压力下能够液化且能够萃取油脂、并在常温常压下为气相的有机物，而非是现有技术中常用的甲醇、乙醇、三氯甲烷、正己烷等液体萃取剂，其中，常温是指15-30℃，常压是指1个标准大气压。本专利技术的专利技术人在研究中发现，在将常温常压下为气相的有机物经压缩后，虽然能够得到液化的萃取剂，但是在不同的压力下得到的液化萃取剂对油脂的萃取效果有明显影响，因此，为了提高油脂萃取率并兼具安全效果，优选情况下，步骤(1)中，萃取处理的条件包括：压力为0.1-1MPa，进一步优选为0.3-0.8MPa，更进一步优选为0.4-0.8MPa。其中，可以在前述范围内根据具体使用的萃取剂的种类确定萃取压力，一般为萃取剂液化压力的1.0-1.1倍的压力，优选为萃取剂的液化压力，即萃取温度下萃取剂的饱和蒸气压。本领域技术人员应该理解的是，当萃取剂的种类和萃取温度确定后，萃取剂的液化压力也随之确定。本专利技术中，所提及的压力均为表压。本专利技术的方法中，优选情况下，萃取剂为烷烃、烯烃、卤代烃和醚中的至少一种。本专利技术的专利技术人在研究中进一步发现，特定的萃取剂的组合能够明显提高油脂萃取率，因此，为了获得明显较高的油脂萃取率，进一步优选地，萃取剂为烷烃和醚的混合物，更进一步优选地，烷烃与醚的摩尔比为1：0.05-20，再进一步优选为1：0.1-10。其中，烷烃优选为C1-C4的烷烃(甲烷、乙烷、丙烷和丁烷)，进一步优选为丙烷和/或丁烷。其中，烯烃优选为C2-C4的烯烃(乙烯、丙烯和丁烯)，进一步优选为乙烯和/或丙烯。其中，卤代烃优选为CH3CH2F和/或CH3Cl。其中，醚优选为二甲醚和/或甲乙醚，进一步优选为二甲醚。本专利技术的方法中，优选情况下，步骤(1)中，所述萃取处理的条件还包括：萃取次数为1-8次，每次萃取5-120分钟，进一步优选为5-60分钟，更进一步优选为20-40分钟，每次萃取时相对于1g微藻所述萃取剂的用量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微藻油脂的分离方法，其特征在于，该方法包括：(1)在0.1MPa以上的压力下，用萃取剂对微藻进行萃取处理，得到藻渣和萃取混合物，所述萃取剂为在0.1MPa以上的压力下能够液化且能够萃取油脂、并在常温常压下为气相的有机物；(2)将萃取混合物进行减压处理以回收所述萃取剂，得到微藻油脂。

【技术特征摘要】
1.一种微藻油脂的分离方法，其特征在于，该方法包括：(1)在0.1MPa以上的压力下，用萃取剂对微藻进行萃取处理，得到藻渣和萃取混合物，所述萃取剂为在0.1MPa以上的压力下能够液化且能够萃取油脂、并在常温常压下为气相的有机物；(2)将萃取混合物进行减压处理以回收所述萃取剂，得到微藻油脂。2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：(3)将藻渣进行减压处理以回收残留在藻渣中的萃取剂，得到萃取油脂后的微藻残渣。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)中，所述萃取处理的条件包括：压力为0.1-1MPa，优选为0.3-0.8MPa，进一步优选为0.4-0.8MPa。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述萃取处理的条件还包括：萃取次数为1-8次，每次萃取5-120分钟，每次萃取时相对于1g微藻所述萃取剂的用量为1-100mL。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述萃取剂为烷烃、烯烃、卤代烃和醚中的至少一种，优选为烷烃和醚的混合物，进一步优选地，所述烷烃与醚的摩尔比为1：0.05-20，更进一步优选为1：0.1-10；优选地，所述烷烃为C1-C4的烷烃，进一步优选为丙烷和/或丁烷；优选地，所述烯烃为C2-C4的烯烃，进一步优选为乙烯和/或丙烯；优选地，所述卤代烃为CH3CH2F和/或CH3Cl；优选地，所述醚为二甲醚和/或甲乙醚，进一步优选为二甲醚。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，在进行萃取处理前，先将微藻进行破壁处理，优选地，所述破壁处理的方法为机械粉碎、研磨或超声，进一步优选为机械粉碎。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，进行萃取处理的微藻的形态为粉状、片状或粒状，优选为片状。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述减压处理的条件包括：压力为-0.1～-0.01MPa，优选为-0.05～-0.01MPa。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，孙春燕，周旭华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11