萃取藻类中油脂的方法技术

本发明专利技术提供的萃取藻类中油脂的方法，包括：(a)混合藻类与胺类，使胺类溶解藻类中的油脂，形成第一溶液；(b)混合疏水离子液体与第一溶液后分层，形成油层与胺类加疏水离子液体层；(c)分离油层与胺类加疏水离子液体层后，将二氧化碳或二氧化硫通入胺类该疏水离子液体层，使胺类形成氨基甲酸铵盐、碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐后与疏水离子液体分层；以及(d)分离疏水离子液体与氨基甲酸铵盐、碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐后，将空气或惰性气体通入氨基甲酸铵盐、碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐，使其转变回胺类，其中胺类是一级胺、二级胺、或三级胺。本发明专利技术的萃取藻类中油脂的方法可提升微藻的萃油效率，并降低回收萃油溶剂所需的能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于萃取藻类中油脂的方法，更特别关于萃油制程的循环制程。
技术介绍
目前全世界多数的能源供应来自于煤、石油、天然气等石化燃料，但石化燃料的天然储藏量日益减少，如果不减少对石化燃料的依赖，石化燃料总有枯竭的一天。近年来，由于全球经济发展的能源需求量剧增，所以开发出替代能源是一个非常重要的课题。微藻是极具发展潜力的生质能源。在各种生质物质中，微藻具有生长快速、可吸收CO2、无毒性、且不与粮食作物争地等特性与优点，非常适合作为生质燃料资源作物加以开发。微藻可作为生质柴油、生质酒精、或生质燃油等生产的料源。虽然使用微藻大量产制生质燃料在技术上是可行的，然在国际上仍未达商业化生产阶段，主要是因为微藻在养殖及下游程序需投入的成本与能耗偏高所致。因此，目前亟需提升微藻的萃油效率，并降低回收萃油溶剂所需的能耗，以解决微藻萃油程序总能耗过高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可提升微藻的萃油效率，并降低回收萃油溶剂所需的能耗的萃取藻类中油脂的方法。本专利技术一实施例提供的萃取藻类中油脂的方法，包括：(a)混合藻类与胺类，使胺类溶解藻类中的油脂，形成第一溶液；(b)混合疏水离子液体与第一溶液后分层，形成油层与胺类加疏水离子液体层；(c)分离油层与胺类加疏水离子液体层后，将二氧化碳或二氧化硫通入胺类该疏水离子液体层，使胺类形成氨基甲酸铵盐、碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐后与疏水离子液体分层；以及(d)分离疏水离子液体与氨基甲酸铵盐、碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐后，将空气或惰性气体通入氨基甲酸铵盐、碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐，使其转变回胺类，其中胺类是一级胺、二级胺、或三级胺。本专利技术的优点在于：与已知制程方法相较，本专利技术的萃取藻类中油脂的方法省略了干燥藻类的方法，可以节省耗能及时间。另外，本专利技术的萃取藻类中油脂的方法通过调控萃取用的胺类的logKow(辛醇-水分配系数)值，来控制油脂萃取率。再者，本专利技术的萃取藻类中油脂的方法还通过调控藻类与胺类的重量比来降低萃取成本且有效地萃取藻类中的油脂。附图说明图1是根据本专利技术一实施方式的萃取藻类中油脂的方法流程图。具体实施方式图1是本专利技术一实施例中，萃取藻类中油脂的方法的流程图。在步骤(a)中，先(a)混合藻类与胺类，使胺类溶解藻类中的油脂，形成第一溶液。在本专利技术一实施例中，是直接取含大量水份的藻液(如微藻)与胺类混合，而不需先使藻类干燥或脱水。习知萃取藻类中油脂的方法通常需先干燥藻类。与习知制程方法相较，本专利技术省略干燥藻类的方法可节省耗能及时间。上述胺类为一级胺、二级胺、或三级胺。在本专利技术一实施例中，胺类的logKow(辛醇-水分配系数)值介于0.5至2.5之间。若胺类的logKow值过低，则过于亲水而使得油脂萃取率差。若胺类的logKow值过高，则过于疏水而无法进入藻类中萃取油脂。举例来说，胺类可为N-甲基环己胺、N-异丙基-环己胺、二丙胺、环己胺、叔丁胺、哌啶、N,N-二甲基环己胺、三乙胺、其他合适的一级胺、二级胺、三级胺、或上述的组合。在本专利技术一实施例中，藻类与胺类的重量比介于1:20至1:1之间。若胺类的用量过高，则增加萃取成本。若胺类的用量过低，则无法有效地萃取藻类中的油脂。接着进行步骤(b)，混合疏水离子液体与第一溶液后分层。在一实施例中，上层为油层(如藻油)，中层为以水为主的藻液，而下层为胺类加疏水离子液体层。在另一实施例中，事先干燥藻类使其脱水，且步骤(b)中分层后仅有上层的油层，与下层的胺类加疏水离子液体层。上述疏水离子液体需具有下述特性：低熔点、疏水性、与胺类相溶但与油脂不互溶等特性。举例来说，疏水性离子液体可为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐、N-丁基-N-甲基哌啶双三氟甲烷磺酰亚胺盐、其他合适的疏水性离子液体、或上述的组合。在本专利技术一实施例中，藻类与疏水性离子液体的重量比介于1:20至1:1之间。若疏水性离子液体的用量过低，则无法自油层中取出胺类。若疏水性离子液体的用量过高，则无法有效将第一溶液中的水分离。接着进行步骤(c)，分离油层(上层)与胺类加该疏水离子液体层(下层)后，将二氧化碳(或二氧化硫)通入胺类加疏水离子液体层。二氧化碳(或二氧化硫)将与胺类反应如式1或式3(或式2或式4)，使胺类形成氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐)后与疏水离子液体分层。在式1至式4中，R、R’、与R”端视胺类的实际结构而定。在本专利技术一实施例中，上述通入二氧化碳或二氧化硫至胺类加疏水离子液体层中的流速介于1sccm至100sccm之间。若二氧化碳或二氧化硫的流速过慢，则会延长胺类形成氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐)的时间。若二氧化碳或二氧化硫的流速过快，在无法增快胺类形成氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐)的情况下反而增加气体用量及成本。接着进行步骤(d)，分离疏水离子液体与氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐)。接着将空气或惰性气体通入氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐)，使其转变回胺类如式5或式7(或式6或式8)所示。在式5至式8中，R、R’、与R”端视胺类的实际结构而定。在本专利技术一实施例中，惰性气体可为氮气、氦气、或上述的组合。在本专利技术一实施例中，上述通入空气或惰性气体至氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐)的流速介于1sccm至100sccm之间。若空气或惰性气体的流速过慢，则会延长氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐)转变回胺类的时间。若空气或惰性气体的流速过快，在无法增快氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐)转变回胺类的情况下反而增加气体用量及成本。在本专利技术一实施例中，将空气或惰性气体通入氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐)时，加热氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐至40℃至90℃之间，以进一步加速氨基甲酸铵盐或碳酸氢铵盐(或氨基磺酸铵盐或硫酸氢铵盐)转变回胺类。若上述步骤的加热温度过高，则回收能耗过高反而增加成本。上述步骤(d)形成的胺类可再次与下一批次的藻类混合如步骤(a)，以进行后续萃油制程的循环。在其他实施例中，胺类可用于其他用途而不限于萃取藻类中油脂的应用。为了让本专利技术的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例配合所附附图，作详细说明如下：实施例实施例1取30g含水率85％的藻液，加入52.08g(约60mL)的N-甲基环己胺(N-methylcyclohexylamine)，在室温下以磁力搅拌混合萃取后，过滤移除藻体。接着将86.16g(约60mL)的疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4-mim][PF6])加入滤液中，在室温下以磁力搅拌混合后静置分层。液相上层为藻油、液相中层为藻液、液相下层则为N-甲基环己胺与离子液体[C4-mim][PF6]混合层。取出藻油与藻液后，将最下层的混合溶液通入二氧化碳气体，使N-甲基环己胺形成碳酸氢铵盐以与[C4-mim][PF6]分离，即完成离子液体的回收。接着取碳酸氢铵盐层，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萃取藻类中油脂的方法，包括：(a)混合藻类与胺类，使该胺类溶解该藻类中的油脂，形成第一溶液；(b)混合疏水离子液体与该第一溶液后分层，形成油层与所述胺类加所述疏水离子液体层；(c)分离所述油层与所述胺类加所述疏水离子液体层后，将二氧化碳或二氧化硫通入所述胺类加所述疏水离子液体层，使所述胺类形成氨基甲酸铵盐、碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐后与所述疏水离子液体分层；以及(d)分离疏水离子液体与氨基甲酸铵盐、或碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐后，将空气或惰性气体通入氨基甲酸铵盐、或碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐，使其转变回胺类，其中所述胺类是一级胺、二级胺、或三级胺。

【技术特征摘要】
2015.06.30 TW 1041210661.一种萃取藻类中油脂的方法，包括：(a)混合藻类与胺类，使该胺类溶解该藻类中的油脂，形成第一溶液；(b)混合疏水离子液体与该第一溶液后分层，形成油层与所述胺类加所述疏水离子液体层；(c)分离所述油层与所述胺类加所述疏水离子液体层后，将二氧化碳或二氧化硫通入所述胺类加所述疏水离子液体层，使所述胺类形成氨基甲酸铵盐、碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐后与所述疏水离子液体分层；以及(d)分离疏水离子液体与氨基甲酸铵盐、或碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐后，将空气或惰性气体通入氨基甲酸铵盐、或碳酸氢铵盐、氨基磺酸铵盐、或硫酸氢铵盐，使其转变回胺类，其中所述胺类是一级胺、二级胺、或三级胺。2.如权利要求1所述的萃取藻类中油脂的方法，更包括：将步骤(d)中的所述胺类用于步骤(a)以与另一藻类混合。3.如权利要求1所述的萃取藻类中油脂的方法，其中所述藻类含水。4.如权利要求1所述的萃取藻类中油脂的方法，其中所述藻类与该胺类的重量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨慧筠，卢文章，白明德，陈国帝，万皓鹏，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，台湾水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71