利用浮游动物摄食收获产油微藻及提取油脂的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用浮游动物摄食收获产油微藻及提取油脂的方法，主要包括：(1)微藻收获，向自动连续化多级微藻收获装置的每一级收获器中都投加一定数量的浮游动物，将适量浓度的藻液通入到该收获装置中，利用浮游动物对微藻的摄食作用对微藻进行收获；(2)油脂提取，对于每一级收获器中的浮游动物，经过一定的摄食时间后，将成熟的个体大的浮游动物分离出来置于反应釜中直接用于油脂提取，将传统的微藻提油转变为浮游动物油脂的提取，间接实现了微藻油脂的提取。利用浮游动物摄食收获产油微藻及提取油脂的方法具有高效率、低成本、低能耗、无污染、具有工业化前景的优势。

【技术实现步骤摘要】
利用浮游动物摄食收获产油微藻及提取油脂的方法
本专利技术属于微藻生物柴油领域，尤其是产油微藻收获和油脂提取的方法。
技术介绍
目前，微藻制备生物柴油面临的主要问题是成本很高，这主要体现在微藻的收获和油脂提取过程中，研究表明，微藻收获和油脂提取占据微藻制备生物柴油整个过程成本的20％-30％。传统的微藻经培养至一定浓度后将经历离心等收获步骤浓缩成藻泥，藻泥再经过干燥研磨制成藻粉，最后再对藻粉进行油脂提取和粗油转酯得到生物柴油，这个过程中的离心和干燥占据了相当大的能耗。因此，寻找一种可以直接将藻液不经过离心浓缩和干燥，而是直接用于油脂提取的成本低、能耗小、具有工业化前景的方法是非常必要的。CN107794115A公开了一种利用原生动物摄食消化破壁辅助提取微藻油脂的方法，包括以下几个步骤：A：细胞破壁，将一定数量原生动物投加到适量的藻液中，利用原生动物摄食消化过程对藻细胞进行破壁处理；B：离心过滤；C：溶剂萃取；D：油脂提取，油脂提取率可达到98％以上。该技术方案为本课题组前期的研究成果，但离心过滤存在需处理水量大、成本高、能耗大的缺陷，因此，不经过离心步骤而直接将藻液进行收获是需要进一步解决的技术问题。淡水中常见的浮游动物如水蚤和轮虫等主要以水中微生物如细菌、单细胞藻类和有机碎屑为食，通过摄食作用将微藻直接进行收获，并且可以将传统的微藻提油转化为浮游动物的油脂提取，因此，考虑将浮游动物应用于微藻生物柴油的制备领域的微藻收获及油脂提取过程。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种利用浮游动物摄食收获微藻及油脂提取的方法，用来克服现有微藻收获和油脂提取方法成本高、能耗大、工业化困难的弊端，微藻收获率可达98％以上，油脂提取率可达95％以上。本专利技术是这样实现的，一种利用浮游动物摄食收获微藻及油脂提取的方法，主要包括：(1)微藻收获，向自动连续化多级微藻收获装置的每一级收获器中加入一定数量的浮游动物，将适量浓度的藻液通入到该收获装置中，利用浮游动物对微藻的摄食作用对微藻进行收获，从而实现出水中几乎不含有微藻；(2)油脂提取，对于每一级收获器中的浮游动物，经过一定的摄食时间后，将成熟的个体大的浮游动物分离出来置于反应釜中直接用于油脂提取，采用有机溶剂萃取法，结束后有将机溶剂蒸发即可得到粗油脂，将传统的微藻提油转变为浮游动物油脂的提取，间接实现了微藻油脂的提取。利用浮游动物对微藻的摄食作用收获微藻，省去了离心过滤步骤，大大降低了能耗的收获成本；与植物细胞相比较，动物细胞不含有细胞壁，故对浮游动物进行油脂提取可以降低油脂提取的难度并提高油脂提取率。本专利技术的进一步技术方案是：所述浮游动物是从自然界筛选获得的轮虫、水蚤和枝角类中的一种或几种；轮虫、水蚤和枝角类均以藻类、细菌及有机颗粒为食，且具有易获得、成本低、适应性强、繁殖速度快、本身含有脂类等优点；所述微藻是从自然界筛选获得的硅藻、栅藻、小球藻和菱形藻中的一种或几种，这几种藻均是产油淡水微藻，且易于培养。本专利技术的进一步技术方案是：微藻收获步骤中，用于自动连续化多级收获装置进行收获的微藻浓度为5×106-5×107个/mL，浮游动物投加量为2.5×103-5×103个/L，收获时间为4-8小时。由于浮游动物的数量和微藻浓度存在一定的生态关系，过高的微藻浓度会导致浮游动物大批死亡，故选择较适宜浮游动物摄食的微藻浓度和摄食时间。本专利技术的进一步技术方案是：微藻收获步骤中，自动连续化多级收获装置的梯式收获级数为3-10级。梯式收获级数依据每一级投加的浮游动物数量和摄食时间而定，最终达到最后一级出水中几乎不含有微藻。本专利技术的进一步技术方案是：微藻收获步骤中，自动连续化多级收获装置中每一级收获器中浮游动物的摄食时间为1-3小时。经过一段时间的摄食，浮游动物的摄食率会下降，此时，应将浮游动物分离出来进行油脂提取步骤。本专利技术的进一步技术方案是：油脂提取步骤中，成熟的个体大的用于油脂提取的浮游动物的分离采用50-100目滤网进行过滤。采用滤网的大小视所选择浮游动物的种类及大小而定。本专利技术的进一步技术方案是：油脂提取步骤中采用有机溶剂萃取法进行提油，所用有机溶剂为正己烷/异丙醇、正己烷/乙醇、石油醚/乙醇、石油醚/异丙醇、乙醚/异丙醇、乙醚/乙醇复合体系中的一种，萃取后进行离心，离心速率为6000-8000r/min，离心时间为5-10min，得到油脂层。所选取的有机溶剂体系均是低毒双溶剂体系，环境污染小，可进行扩大化应用。本专利技术的进一步技术方案是：利用有机溶剂萃取法提油加入的两种溶剂体积配比为1:1-3:2，优选1:1、1:2、1:3、2:1、3:2中的一种，反应釜搅拌速率为700-900r/min，提取时间为30-60分钟。本专利技术的进一步技术方案是：油脂提取步骤中，加入的有机溶剂与浮游动物的比例为5-30mL溶剂/g浮游动物。本专利技术的进一步技术方案是：油脂提取步骤中反应釜的温度为35-65℃，压力为0-2MPa。该温度压力会使有机溶剂处于亚临界状态，有利于油脂的提取。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：本方案构建了一种高效率、低成本、低能耗、具有工业化前景微藻收获及油脂提取的技术，浮游动物通过摄食直接收获微藻具有明显的效果，将摄食微藻后的浮游动物直接用于油脂提取，间接实现微藻的油脂提取，为微藻收获和油脂提取提供了一种新型的居于高效率、低成本、低能耗、具有工业化前景的技术。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的利用浮游动物摄食收获微藻及油脂提取的工艺流程示意图，其中，1、浮游动物；2、自动连续化多级微藻收获装置；3、滤网；4、反应釜；5、藻液；6、出水；7、浮游动物；8、有机溶剂；A、步骤1(Step1)微藻收获；B、步骤2(Step2)油脂提取。具体实施方式下面结合具体实施例和附图，对本专利技术的较优实施案例做进一步的详细说明，但本专利技术不局限于此。本专利技术提供一种利用浮游动物摄食收获微藻及油脂提取的方法，以下结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术的技术方案是：构建一种利用浮游动物摄食收获微藻及油脂提取的方法，主要包括1、浮游动物；2、自动连续化多级微藻收获装置；3、滤网；4、反应釜。待有机溶剂挥发完全即可获得粗油脂。具体实施过程如下：将一定数量的浮游动物1投加到自动连续化多级微藻收获装置2的每一级收获器中，当一定浓度的藻液流经多级微藻收获装置后，利用每一级浮游动物的摄食作用对微藻进行收获，微藻收获率可达到98％以上，使得出水中几乎不含有微藻；每一级收获器中的浮游动物经过一定的摄食时间后，将成熟的个体大的浮游动物分离出来投加到反应釜4中，加入有机溶剂进行油脂的萃取，反应结束后待有机溶剂挥发即可得到粗油脂，油脂提取率可达95％以上。具体实施例中，所述浮游动物是从自然界筛选获得的轮虫、水蚤和大型蚊的一种或几种；所述微藻是从自然界筛选获得的硅藻、栅藻、小球藻和菱形藻中的一种或几种。具体实施例中，微藻收获步骤中，用于自动连续化多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用浮游动物摄食收获产油微藻及提取油脂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)微藻收获，向自动连续化多级微藻收获装置的每一级收获器中加入一定数量的浮游动物，将适量浓度的藻液通入到该收获装置中，利用浮游动物对微藻的摄食作用对微藻进行收获，从而实现出水中几乎不含有微藻；(2)油脂提取，对于每一级收获器中的浮游动物，经过一定的摄食时间后，将成熟的个体大的浮游动物分离出来置于反应釜中直接用于油脂提取，采用有机溶剂萃取法，结束后有将机溶剂蒸发即可得到粗油脂，将传统的微藻提油转变为浮游动物油脂的提取，间接实现微藻油脂的提取。

【技术特征摘要】
1.一种利用浮游动物摄食收获产油微藻及提取油脂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)微藻收获，向自动连续化多级微藻收获装置的每一级收获器中加入一定数量的浮游动物，将适量浓度的藻液通入到该收获装置中，利用浮游动物对微藻的摄食作用对微藻进行收获，从而实现出水中几乎不含有微藻；(2)油脂提取，对于每一级收获器中的浮游动物，经过一定的摄食时间后，将成熟的个体大的浮游动物分离出来置于反应釜中直接用于油脂提取，采用有机溶剂萃取法，结束后有将机溶剂蒸发即可得到粗油脂，将传统的微藻提油转变为浮游动物油脂的提取，间接实现微藻油脂的提取。2.根据权利要求1所述的一种利用浮游动物摄食收获产油微藻及提取油脂的方法，其特征在于：所述浮游动物是从自然界筛选获得的轮虫、水蚤和枝角类中的一种或几种；所述产油微藻是从自然界筛选获得的硅藻、栅藻、小球藻和菱形藻中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种利用浮游动物摄食收获产油微藻及提取油脂的方法，其特征在于：微藻收获步骤中，用于自动连续化多级收获装置进行收获的微藻浓度为5×106-5×107个/mL，浮游动物投加量为2.5×103-5×103个/L，收获时间为4-8小时。4.根据权利要求1所述的一种利用浮游动物摄食收获产油微藻及提取油脂的方法，其特征在于：微藻收获步骤中，自动连续化多级收获装置的梯式收获级数为3-10级。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：金文标，涂仁杰，韩松芳，周旭，蒋佼，丁婉晴，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东,44