本发明专利技术的实施方式包括利用机械和化学工程化策略来实现含油生物体的生物燃料生产中再更大的效率的装置、组合物和方法。这些提高的效率可以通过应用在此公开的靶向的和良好设计的化学和机械工程方法以实现非破坏性提取过程（ＮＤＥＰ）来实现。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的公开的实施方式处于用于生物燃料生产的系统和方法的领域，特别是利 用微藻生产生物燃料的系统和方法。背景近来，石油的价格显著地波动，达到了记录性的高度，以及产生了戏剧性的向下回 落。部分地，当前的价格升高反映了政治和供应链的不确定性。对便宜的石油供应品的可 获得性的关注产生了不断成熟的认识，工业化国家的能源独立性具有关键的战略重要性。 现在一般还公认的是，来自化石燃料燃烧的CO2的释放实质上促进了全球变暖和气候变化。 作为这些关注的结果，碳中性的生物燃料的国内生产变为对进口的化石燃料消费的越来越 吸引人的备选方案。在1970年代晚期和1990年代期间，美国能源部门的国家可再生能源实验室 (NREL)评估了从各种水生和陆地光合生物生产生物燃料的经济可行性(Sheehan et al.， 1998)。来自微藻的生物燃料生产被确定为具有所筛选的任何生物体的最大的产量/英亩 潜力。估计微藻生物燃料生产是最好的陆地生物燃料生产系统的8到24倍。虽然很有前 景，仍然需要在来自微藻的生物燃料生产中提供再更大效率的组合物、系统和方法。专利技术概述现有技术的这种和其他未满足需求由以下更详细地描述的示范性的组合物、系统 和方法满足了。在一个方面，本专利技术的实施方式利用了机械和和化学工程化策略来实现来自含油 生物体的生物燃料生产中的再更高的效率。这些提高的效率可以通过应用在此公开的靶向 的和良好设计的化学和机械工程方法以实现非破坏性提取过程(NDEP)来实现。因此，在此提供的是从含油生物体的油提取的方法，包括混合步骤，其包括混合含有含油生物体的培养物的至少一部分和从所述含油生物 体提取油的溶剂来获得溶剂-生物体混合物；提取步骤，其包括将所述溶剂_生物体混合物导入分配室，来获得含有活的提取 的生物体的提取的水性部分和溶剂_油部分；以及再循环步骤，其中至少一部分所述活的提取的生物体再循环到培养系统中。在一个实施方式中，所述方法进一步包含蒸馏所述溶剂_油部分来获得可用的油 的步骤。在另一个实施方式中，所述方法进一步包括步骤蒸馏所述溶剂_油部分来获得 可用的油和回收的溶剂；再循环至少一部分所述回收的溶剂用于在所述混合步骤中使用。在另一个实施方式中，进行所述方法，从而所述含油生物体经历混合与油提取的至少两个独立的循环。在某些实施方式中，所述含油生物体是藻类。在其他实施方式中，所述含油生物体是含油酵母。在又其他实施方式中，所述含油生物体是含油真菌。在某些实施方式中，所述方法中使用的溶剂包括一种或更多种C4-C16烃类。在某 些实施方式中，所述溶剂包括CIO、ClU C12、C13、C14、C15或C16烃类。在一个实施方式 中，所述溶剂是Isopar。所述方法中使用的含油生物体可以遗传工程化来增强脂质生产。在某些实施方式中，所述含油生物体在油提取之前先浓缩。在某些实例中，在所述混合步骤的至少一部分期间使用超声处理。超声处理可以 在约20kHz和lMHz、20-100kHz、20-60Khz、30-50Khz之间或在40Khz的频率下进行。在可 选择的实施方式中，所述混合步骤可以借助于机械混合(例如，搅动)来另外地促进。在再 其他的实施方式中，超声处理和机械混合可以组合地使用。在另一个方面，在此提供的是从含油藻类的油提取的方法，包括混合含有所述藻 类的培养物的至少一部分和从所述藻类提取油的溶剂来获得溶剂_藻类混合物；将所述溶 剂_藻类混合物导入分配室来获得含有活的提取的藻类的提取的水性部分和溶剂_油部 分；以及将所述活的提取的藻类的至少一部分再循环到培养系统中。还在此提供的是来自光合含油生物体的油提取的方法，包括混合含有所述光合 含油生物体的培养物的至少一部分和从所述生物体提取油的溶剂来获得溶剂_生物体混 合物；将所述溶剂_生物体混合物导入分配室来获得含有活的提取的生物体的提取的水性 部分和溶剂_油部分；以及将所述活的提取的生物体的一部分再循环到培养系统中。在某些实施方式中，所述方法进一步包括步骤提供波长移动染料，所述染料适合 于提高所述培养系统中所述光合藻类可获得的可用光子的数量。所述波长移动染料可以掺 入到颗粒中，或薄膜中。在某些实施方式中，所述方法进一步包括步骤提供菲涅耳透镜，其适合于当光源 以倾斜的角度接受时提高所述光合藻类可获得的光子的数量。在某些实施方式中，所述方法进一步包括步骤蒸馏所述溶剂_油部分来获得可 用的油。在此公开的所有方法和过程可以以连续的方式进行。在某些实施方式中，包括了用于进行所公开的方法的装置。在此公开的组合物、系统和方法的示范性的实施方式可以单独地或以不同的组合 使用，来提高来自微藻的脂质生产和油提取。在此公开的实施方式可以通过提高太阳能利 用效率、细胞培养物密度以及利用新的脂质收获技术来从活的培养物非破坏性地收获油， 来提高脂质生产。附图的简要描述当参考附图时，将得到本专利技术的示范性的实施方式的更好的理解，在附图中附附图说明图1是显示烷烃溶剂处理对原壳小球藻细胞的生存性的影响的图形。附图2是显示有或者没有超声处理的烷烃溶剂处理对从活细胞的脂质(总脂肪酸 (FA))提取的影响的图形。附图3示意性地显示了可以使用用于从藻类非破坏性提取油的示范性的设备。附图4是用于从藻类非破坏性提取油的示范性的系统和方法的图表。附图5包括数据，显示了与癸烷提取结合的不同水平的超声处理对绿藻原壳小球 藻的生存力的影响。附图6是展现了溶剂提取可以每日地进行以回收更多油或中性脂质的曲线。附图7重复溶剂提取产生更多的油。对比分批(仅第3天)提取的培养物，总生 物质和每日的非破坏性提取的中性脂质的概述。附图8显示了微拟球藻属的生长在非破坏性脂质提取的多个周期后不受损害。附图9展现了与超声处理结合的溶剂(癸烷)暴露对微拟球藻属物种的生存力的影响。附图10是展现了在不同的非破坏性提取过程下微拟球藻属物种的生长的曲线。附图11是显示了在用由超声处理步骤促进的各种溶剂的提取之后，微拟球藻属 物种的不同生长速度的曲线。附图12为叶绿素b和获光复合体的还原测试的转化质粒的设计。质粒过量表达 叶绿素b还原酶，其将把叶绿素b转化回叶绿素a(质粒1)，或是RNAi构建体，来降低叶绿 素a氧化酶的活性(CA0，质粒2-5)，叶绿素a氧化酶从叶绿素a合成叶绿素b。附图13在显示了叶绿素b含量降低的转基因生物体中转化频率和叶绿素a/b比 例的改变。附图14是获光复合体对叶绿素荧光的提高和衰减的贡献的叶绿素动力学分析的 说明。附图15显示了与获光复合体的减少相一致的、具有更慢的叶绿素荧光提高动力 学和更低的最大叶绿素荧光水平的转基因藻类。利用附图12中的质粒构建体4制造转化 体，所述构建体将降低叶绿素a氧化酶的表达，所述酶从叶绿素a制造叶绿素b。附图16是显示限制光合效率的因素的表格。附图17是展现了 400和600nm之间的可见光的主要窗口不被叶绿素有效吸收的图表。附图18显示了对于提高光合机制可收获的光子数量有用的一系列示范性的染 料·附图19说明了对于提高光捕获有用的技术之一。在此示意地显示了菲涅耳透镜 的益处。详细说明除非另外定义，此处使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术属于的
的 普通技术人员通常所理解的相同的含义。虽然类似本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从含油生物体提取油的方法，包括： 混合含有含油生物体的至少一部分培养物和从含油生物体提取油的溶剂来获得溶剂－生物体混合物；将所述溶剂－生物体混合物导入分配室中来获得含有活的提取的生物体的提取的水性部分和溶剂－油部分；以及将所述活的提取的生物体再循环到培养系统中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：RT塞尔，
申请(专利权)人：俄亥俄州立大学研究基金会，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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