专利名称：微藻的预处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及微藻研究技术领域，具体涉及微藻能源利用技术领域，尤其涉及微
藻在进行能源利用前的一种预处理工艺。
背景技术：
作为生物质能源的原料，属水生植物的藻类具有分布广泛、生物量大、光合作 用效率高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等突出特点，藻类尤其是微型藻类的 开发利用，是新的重要的资源来源。 微藻作为能源原料的潜力巨大，很多微藻比如绿藻、葡萄藻、硅藻等均可作为 能源微藻，用于以下几种途径(l)提取微藻的油脂用于生产生物柴油；(2)将微藻生物 质热裂解生产液体燃料；(3)直接燃烧微藻生物质；等等。 微藻中叶绿素的含量很高，叶绿素可作为优质的天然食品色素，在食品加工中 有广泛的用途。然而现有技术中，当微藻用于能源材料时，并未对其中的叶绿素进行提 取。叶绿素作为燃料提供热量的价值远不如作为食品药品用色素的价值大，从而造成叶 绿素的极大浪费。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中所存在的，微藻在进行能源利用过程中伴随 大量叶绿素浪费的问题，提供一种在微藻进行能源开发利用前，先将微藻中富含的叶绿 素提取出来的预处理工艺。 本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的 —种微藻的预处理工艺，该工艺是将微藻先进行叶绿素的提取处理，提取处理
后的能源微藻再进行能源开发利用。 上述预处理工艺的具体步骤如下 (1)采用本领域技术人员的常规操作将微藻进行培养后获得微藻细胞，以有机溶 剂作为提取剂，向微藻细胞中加入有机溶剂，分别收集提取液和微藻细胞沉淀；
(2)将上述提取液经过蒸发处理，得到叶绿素浓縮液或者叶绿素浸膏。
(3)上述微藻细胞沉淀用于后续能源开发利用。 上述预处理工艺中，所用微藻为任何一种含叶绿素的微藻，优选常用作能源 材料的能源微藻，如绿藻门(CMorophyta)的微藻小球藻属(CMorella sp.)、 土壤藻属 (Neochloris sp.)或杜氏藻属(Dunaliella sp.)等等，或黄藻门(Xanthophyta)的微藻葡萄藻 属(Botryococcus sp.)等等。 上述步骤(l)中，微藻细胞的培养方法选择本领域技术人员所常用的任何一种培 养方式，如开放池培养、光生物反应器培养、化能异氧培养等等培养方式，均可实现本 发明。 上述步骤(l)中，培养得到的微藻细胞可先通过沉降、上浮、离心、过滤或膜分离等方式得到微藻细胞泥或浓縮的微藻细胞悬液；所述的沉降、上浮、离心、过滤或膜 分离等方式均为本领域技术人员制备细胞泥或细胞悬液时常用的操作，均为公知技术。
上述步骤(l)中，采用有机溶剂作为提取剂，可从微藻细胞中将叶绿素提取出 来，所得提取液中就含有所需叶绿素；作为提取剂的有机溶剂可以为甲醇、乙醇、丙酮 和其他极性相似的溶剂，但是本发明主要是从工业应用角度出发，因此本发明的有机溶 剂优选乙醇、丙酮或它们的水溶液；所述乙醇水溶液和丙酮水溶液，可以采用乙醇或丙 酮的加％(体积百分比)以上浓度的水溶液，均能实现本发明。 上述步骤(l)中，有机溶剂的用量为微藻细胞总重量的2 10倍，提取时间为 1 24小时，提取温度为0 50°C 。 上述步骤(l)中，提取处理后，可通过过滤或离心将提取液与微藻细胞沉淀分 离，分离得到含有叶绿素的有机溶剂提取液和含有有机溶剂的微藻细胞；分离出来的含 有有机溶剂的微藻细胞还可以进行第二次提取，提取方法同前面的操作，也可以不再进 行提取；虽然多提取一次可以增加叶绿素的提取率，使得微藻中含有的叶绿素提取地更 加充分，但是多提取一次也会增加操作费用。 上述步骤(l)中，分离得到的含有叶绿素的有机溶剂提取液，可采用蒸发的方式
回收有机溶剂，同时蒸发后得到叶绿素的浓縮溶液或浸膏；叶绿素浓縮液或浸膏可以直
接出售应用于食品、医药等行业，也可以经过进一步精制以后再出售。 上述步骤(2)中，蒸发操作可以常压操作也可以采用减压操作，优选减压蒸发，
因为减压蒸发更加有利于保证叶绿素的质量。 上述步骤(2)中，叶绿素浓縮液或浸膏也可以进一步通过喷雾干燥或冷冻干燥制 成叶绿素粉。 上述步骤(3)中，将分离得到的含有有机溶剂的微藻细胞用蒸发的方式回收有机 溶剂，蒸发后的微藻细胞用于油脂生产，或供热裂解生产燃料，或直接作锅炉燃料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果 l.针对现有技术中微藻在进行能源利用时，往往会伴随着大量的叶绿素的浪 费，本发明提供一种预处理将微藻在作为能源材料利用前，先将微藻中富含的叶绿素提 取出来，从而避免了现有技术中对叶绿素的浪费； 2本发明的工艺不但不会损失微藻的热值，影响微藻的有益价值，而且可以得到 高附加值的叶绿素； 3.从微藻中提取叶绿素的方法很多，如先将细胞破碎能更加有效地提取叶绿 色，但是当提取微藻油脂时，细胞先经过了破碎就会使油脂和叶绿素一道提取出来，这 样叶绿素的分离就很困难，而且造成油脂的损失，而本发明的预处理工艺是采用有机溶 剂提取的方法，条件温和，不会影响能源的利用，而且操作简单，所用试剂价格低廉， 有利于大规模的推广。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做
任何限定。 实施例1
本实施例的微藻中叶绿素的提取方法，包括如下步骤在1000L的液体培养基中(液体培养基含NaNO30.25g/L、 K2HPO40.075g/L、
MgS04 7H20 0.075g/L、 CaCl2 2H20 0.025g/L、 KH2PO40.175g/L和NaCl 0.025g/L)，接种
Neochlorisoleoabundans(绿藻)，采用本领域的常规细胞培养操作，培养5天。 收集上述培养液，离心后去上清液，收集细胞泥50kg，向细胞泥中加入95体
积X乙醇200L，室温下搅拌提取2h，再进行离心处理，收集离心上清液，离心所得沉
淀——细胞泥再用200L95体积X乙醇再提取1次，依然是室温下搅拌提取2h，然后离心
收集上清液。 合并两次提取、离心后所得上清液，将该上清液经减压蒸馏处理回收乙醇，釜 底物为叶绿素浓縮液，将该叶绿素浓縮液经喷雾干燥处理后，得到150g叶绿素粉，提取 率为0.15kg/m3。
实施例2 本实施例的微藻中叶绿素的提取方法，包括如下步骤在1000L的液体培养基中(培养基含NaNO30.25g/L、 K2HPO40.075g/L、
MgS04. 7H20 0.075g/L、 CaCl2 . 2H20 0.025g/L、 KH2PO40.175g/L和NaC10.025g/L)，接种
CMorella vugris(小球藻)，采用本领域的常规细胞培养操作，培养5天。 收集上述培养液，离心后去上清液，收集细胞泥45kg，向细胞泥中加入90%丙
酮300L， 1(TC下搅拌提取24h，再进行离心处理，收集离心上清液，离心所得沉淀——
细胞泥再用300L90体积X丙酮再提取1次，依然是l(TC下搅拌提取24h，然后离心收集
上清液。 合并两次提取、离心后所得上清液，将该上清液经减压蒸馏处理回收丙酮，釜 底物为叶绿素浓縮液，将该叶绿素浓縮液经喷雾干燥处理后，得到130g叶绿素粉。
权利要求
一种微藻的预处理工艺，其特征在于该预处理工艺是在微藻进行能源利用前，对微藻进行叶绿素的提取。
2. 根据权利要求1所述预处理工艺，其特征在于所述预处理工艺包括如下步骤(1) 将微藻经细胞培养后获得微藻细胞，向微藻细胞中加入有机溶剂进行提取，分别 收集有机溶剂提取液和微藻细胞沉淀；(2) 将上述有机溶剂提取液经过蒸发处理，得到叶绿素浓縮液或者叶绿素浸膏；(3) 上述微藻细胞沉淀用于后续能源开发利用。
3. 根据权利要求2所述预处理工艺，藻。
4. 根据权利要求3所述预处理工艺藻。
5. 根据权利要求2所述预处理工艺， 丙酮、甲醇或它们的水溶液。
6. 根据权利要求2所述预处理工艺， 为微藻细胞质量的3 10倍。
7. 根据权利要求2所述预处理工艺， 24小时，提取温度为0 5(TC。
8. 根据权利要求2所述预处理工艺， 胞进行提取，收集提取液，可再次用有机溶剂对经过提取的微藻细胞再次进行提取，收 集提取液。
9. 根据权利要求2所述预处理工艺，其特征在于所述步骤(2)中，蒸发为常压蒸发或 减压蒸发。
10. 根据权利要求2所述预处理工艺，其特征在于所述步骤(2)中，叶绿素浓縮液或浸 膏通过喷雾干燥或冷冻干燥制成叶绿素粉。其特征在于所述步骤(l)中，微藻为含叶绿素微 ，其特征在于所述微藻为绿藻门微藻或黄藻门微 其特征在于所述步骤(l)中，有机溶剂为乙醇、 其特征在于所述步骤(l)中，有机溶剂的加入量 其特征在于所述步骤(l)中，提取的时间为1 其特征在于所述步骤(l)中，有机溶剂对微藻细
全文摘要
本发明公开一种微藻的预处理工艺，该预处理工艺是在微藻进行能源利用前，对微藻进行叶绿素的提取。针对现有技术中对微藻进行能源利用时，往往会伴随着大量的叶绿素的浪费，本发明提供的方法可使得微藻在能源利用前，微藻内富含的叶绿素先被提取出来，不但不会损失微藻的热值，影响微藻的有益价值，而且可以得到高附加值的叶绿素，整个预处理工艺操作简单，所用试剂价格低廉，有利于大规模的推广。
文档编号C12R1/89GK101691374SQ20091019291
公开日2010年4月7日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者李雁群 申请人:华南师范大学