制備生物燃料、葉綠素和類胡蘿卜素的方法
【專利摘要】本文提供了用于制備生物燃料與有價(jià)值的食物和營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品的方法。一種制備生物燃料的方法包括使大致上完整的藻類細(xì)胞脫水以制備藻類生物質(zhì)，從所述藻類生物質(zhì)中提取中性脂質(zhì)以及類胡蘿卜素和葉綠素，和使用吸附或膜滲濾或其它方法將所述類胡蘿卜素和葉綠素分離。將剩余的中性脂質(zhì)與催化劑在存在醇的情況下酯化。所述方法還包括將包含甘油的水溶性級(jí)分與包含燃料酯的水不溶性級(jí)分分離和在真空下蒸餾所述燃料酯以獲得C16或更短的燃料酯類級(jí)分、C16或更長(zhǎng)的燃料酯級(jí)分和包含ω-3脂肪酸酯與剩余類胡蘿卜素的殘余物。所述方法進(jìn)一步包括將(i)C16或更短的燃料酯和(ii)C16或更長(zhǎng)的燃料酯中的至少一者氫化和脫氧以分別獲得調(diào)合用噴氣燃料和調(diào)合用柴油。
【專利說明】制備生物燃料、葉綠素和類胡蘿卜素的方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§ 120要求2011年5月31日提交的標(biāo)題為“MethodsofProducingBiofuels, ChlorophyllsandCarotenoids”的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/149, 595 的權(quán)益，美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/149, 595為2011年4月6日提交的標(biāo)題為“MethodsofandSystemsforlsolating NutraceuticalProductsfromAlgae” 的美國(guó)申請(qǐng) Nol3/081, 221 的部分繼續(xù)申請(qǐng)案并要求其權(quán)益，美國(guó)申請(qǐng)Nol3/081，221要求2010年4月6日提交的標(biāo)題為“ExtractionwithFractionationofOiIandProteinaceous MaterialfromOleaginousMaterial ” 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) N0.61/321，290 和 2010 年 4 月 6 日提交的標(biāo)題為 “ExtractionWithFractionationofOiland Co-ProductsfromOleaginousMaterial” 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) N0.61/321, 286 的優(yōu)先權(quán)，這些專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容據(jù)此通過引用并入本文。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及提取和分級(jí)分離藻類產(chǎn)物，包括但不限于油類和蛋白質(zhì)。更具體地說，本文所述的系統(tǒng)和方法以略微非極性溶劑利用分步提取和分級(jí)分離來加工濕藻類生物質(zhì)。
[0004]發(fā)明背景
[0005]石油為一類主要由烴組成的天然資源。從地球中提取石油是非常昂貴的、危險(xiǎn)的且通常以犧牲環(huán)境為代價(jià)。此外，世界范圍內(nèi)的石油儲(chǔ)備正在迅速減少。由于運(yùn)輸和將石油轉(zhuǎn)化成有用的燃料(諸如汽油和噴氣燃料)所需的加工，成本還增加了。
[0006]近年來，藻類由于其生產(chǎn)脂質(zhì)的能力已經(jīng)獲得了顯著的重要性，所述脂類可用于生產(chǎn)可持續(xù)的生物燃料。這種能力可用于生產(chǎn)可再生燃料、減少全球氣候變化和處理廢水。藻類作為生物燃料原料的優(yōu)越性來自多種因素，包括與典型的陸生油料作物相比高的每英畝產(chǎn)量，基于非食物的原料資源，使用另外的非生產(chǎn)性、非可耕性土地，采用多種水源(淡水、咸水、鹽水和廢水)，生產(chǎn)生物燃料和有價(jià)值的副產(chǎn)物(諸如類胡蘿卜素和葉綠素)兩者。
[0007]在過去的幾十年中，已經(jīng)對(duì)世界范圍內(nèi)數(shù)千物種的藻類的脂質(zhì)產(chǎn)量進(jìn)行了篩選和研究。其中，已經(jīng)鑒定了富含脂質(zhì)產(chǎn)量的約300個(gè)物種。脂質(zhì)組成和含量在生命周期的不同階段變化且受環(huán)境和培養(yǎng)條件的影響。由于藻類細(xì)胞壁的生化組成和物理性質(zhì)的顯著差異性，用于提取的策略和方法根據(jù)所用的單獨(dú)藻類物種/株系是相當(dāng)不同的?？紤]到藻類細(xì)胞壁的厚度和藻類細(xì)胞的較小尺寸(約2至約20nm)，傳統(tǒng)的物理提取工藝(諸如擠壓)對(duì)藻類的效果不是很好。此外，與從種子中回收的典型油相比，藻類油中的大量極性脂質(zhì)帶來精制問題。
[0008]收獲后，培養(yǎng)物中典型藻類濃度的范圍為約0.1-1.0%(w/v)。這意味著在嘗試提取油之前必須去除每單位重量藻類多達(dá)1000倍的水量。目前，現(xiàn)有的含油材料油提取方法嚴(yán)格地要求幾乎完全干燥的供料以改善所提取的油的產(chǎn)率和品質(zhì)。由于加熱藻類團(tuán)塊以使其充分干燥所需的能量的量，所以將藻類供料至生物燃料的工藝變得不經(jīng)濟(jì)。通常，在高溫下擠壓或壓碎供料以強(qiáng)化提取。由于藻類的單細(xì)胞微量性質(zhì)，這些步驟對(duì)于現(xiàn)有設(shè)備可能不起作用。此外，藻類油由于存在雙鍵長(zhǎng)鏈脂肪酸是非常不穩(wěn)定的。在傳統(tǒng)提取方法中使用的高溫引起油的降解，從而增加這些方法的成本。
[0009]本領(lǐng)域已知通過使用己烷作為溶劑從干燥的藻類團(tuán)塊中提取油。該工藝為能量密集型的。使用熱來干燥以及使用己烷來提取生產(chǎn)較低品質(zhì)的產(chǎn)物，因?yàn)檫@種類型的加工引起脂質(zhì)和蛋白質(zhì)降解。
[0010]藻類油提取可分為兩類:破壞性方法或非破壞性方法。
[0011]破壞性方法包括通過機(jī)械、熱、酶促或化學(xué)方法裂解細(xì)胞。大多數(shù)破壞性方法產(chǎn)生乳液，這需要昂貴的清洗工藝。藻類油含有很大百分比的極性脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，這增強(qiáng)中性脂質(zhì)的乳化。乳化被溶液中留存的營(yíng)養(yǎng)素和鹽組分進(jìn)一步穩(wěn)定化。該乳液為含有中性脂質(zhì)、極性脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和其它藻類產(chǎn)物的復(fù)雜混合物，其需要深入精制工藝來分離中性脂質(zhì)，所述中性脂質(zhì)為轉(zhuǎn)化為生物燃料的供料。
[0012]非破壞性方法提供低產(chǎn)率。乳化(Milking)是使用溶劑或化學(xué)品來從生長(zhǎng)的藻類培養(yǎng)物中提取脂質(zhì)。雖然有時(shí)用于提取藻類產(chǎn)物，但是由于溶劑毒性和細(xì)胞壁破壞，乳化對(duì)于一些物種的藻類可能不起作用。這種復(fù)雜性使得難以開發(fā)通用的工藝。此外，由于培養(yǎng)基中溶劑的最大可獲得濃度，所需溶劑的體積將是龐大的。
[0013]使用復(fù)雜的溶劑混合物且需要溶劑回收和再循環(huán)的機(jī)構(gòu)，多相提取將需要大量的蒸餾。這使得此類提取對(duì)于在藻類油技術(shù)中的應(yīng)用不切實(shí)際且不經(jīng)濟(jì)。
[0014]因此，為了克服這些缺陷，本領(lǐng)域存在對(duì)用于提取和分級(jí)分離藻類產(chǎn)物，尤其是藻類油、藻蛋白和藻類類胡蘿卜素的改進(jìn)方法和系統(tǒng)的需求。
[0015]發(fā)明概述
[0016]本文所述的實(shí)施方案一般涉及從含油材料中(包括例如，藻類生物質(zhì))提取不同極性脂質(zhì)的系統(tǒng)和方法。特別地，本文所述的實(shí)施方案涉及使用不同極性的溶劑和/或一系列的膜式濾器從藻類生物質(zhì)中提取不同極性脂質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，所述濾器為微濾器。
[0017]在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，使用單種溶劑和水來提取和分級(jí)分離含油材料中存在的組分。在其它實(shí)施方案中，這些組分包括但不限于蛋白質(zhì)、極性脂質(zhì)和中性脂質(zhì)。在其它實(shí)施方案中，使用多于一種溶劑。在其它實(shí)施方案中，使用溶劑的混合物。
[0018]在一些實(shí)施方案中，本文所述的方法和系統(tǒng)可用于從含油材料中提取脂質(zhì)副產(chǎn)物。此類副產(chǎn)物的實(shí)例包括但不限于蛋白質(zhì)材料、葉綠素和類胡蘿卜素。本發(fā)明的實(shí)施方案允許以允許生成燃料和營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)物的方式從藻類生物質(zhì)中同時(shí)提取和分級(jí)分離藻類產(chǎn)物。
[0019]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，提供從藻類分離營(yíng)養(yǎng)品產(chǎn)物的方法。
[0020]在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，從藻類中分離類胡蘿卜素和富含ω-3油的方法包括使大致上完整的藻類細(xì)胞脫水以制備藻類生物質(zhì)并以按重量計(jì)約1份乙醇與約1份藻類生物質(zhì)的比率將第一乙醇級(jí)分加入至藻類生物質(zhì)。該方法還包括將第一大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與包含蛋白質(zhì)的第一大致上液體級(jí)分分離且以按重量計(jì)約1份乙醇與約1份固體的比率將第一大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與第二乙醇級(jí)分合并。 該方法進(jìn)一步包括將第二大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與包含極性脂質(zhì)的第二大致上液體級(jí)分分離且以按重量計(jì)約1份乙醇與約I份大致上固體生物質(zhì)的比率將第二大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與第三乙醇溶劑級(jí)分合并。該方法還包括將第三大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與包含中性脂質(zhì)的第三大致上液體級(jí)分分離，其中第三大致上固體生物質(zhì)級(jí)分包含碳水化合；和將中性脂質(zhì)分離成類胡蘿卜素和富含ω-3油。
[0021]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，該方法還包括分離類胡蘿卜素、富含ω-3油、碳水化合物和極性脂質(zhì)；將極性脂質(zhì)與不為極性脂質(zhì)組分的組分分離；和/或?qū)㈩惡}卜素與非-類胡蘿卜素的組分分離。
[0022]在本發(fā)明的又其它實(shí)施方案中，該方法還包括將極性脂質(zhì)加工成潤(rùn)滑劑、去垢劑和食品添加劑中的至少一者。
[0023]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，第一、第二和第三溶劑組中的至少一者包含醇。任選地，所述醇為乙醇。
[0024]本發(fā)明的實(shí)施方案包括從藻類分離葉綠素和富含ω-3油的方法，其包括使懸浮在液體培養(yǎng)基中的大致上完整的藻類細(xì)胞脫水以產(chǎn)生藻類生物質(zhì)；從藻類生物質(zhì)中提取包含中性脂質(zhì)、類胡蘿卜素和葉綠素的大致上液體級(jí)分，所述中性脂質(zhì)包含ω-3脂肪酸；和從中性脂質(zhì)中分離類胡蘿卜素和葉綠素。在一些實(shí)施方案中，分離是通過吸附和膜滲濾中的至少一者進(jìn)行。
[0025]在其它實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括將所述中性脂質(zhì)與催化劑在存在醇的情況下酯化，和將包含甘油的水溶性級(jí)分與包含燃料酯的水不溶性級(jí)分分離。在又其它實(shí)施方案中，分離通過用吸附材料吸附來進(jìn)行。在又其它實(shí)施方案中，分離通過用粘土吸附來進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，粘土選自由以下組成的組:漂白粘土、膨潤(rùn)土和漂白土。
[0026]本發(fā)明的其它實(shí)施方案包括從藻類分離葉綠素和富含ω-3油的方法，其包括使大致上完整的藻類細(xì)胞脫水以制備藻類生物質(zhì)；以按重量計(jì)約1份乙醇與約1份藻類生物質(zhì)的比率將第一乙醇級(jí)分加入至藻類生物質(zhì)；將第一大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與包含蛋白質(zhì)的第一大致上液體級(jí)分分離；以按重量計(jì)約1份乙醇與約1份固體的比率將第一大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與第二乙醇級(jí)分合并；將第二大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與包含極性脂質(zhì)的第二大致上液體級(jí)分分離；以按 重量計(jì)約1份乙醇至約1份大致上固體生物質(zhì)的比率將第二大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與第三乙醇溶劑級(jí)分合并；將第三大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與包含中性脂質(zhì)的第三大致上液體級(jí)分分離，中性脂質(zhì)包含ω-3脂肪酸、類胡蘿卜素和葉綠素，其中第三大致上固體生物質(zhì)級(jí)分包含碳水化合物；和從第三大致上液體級(jí)分分離類胡蘿卜素、葉綠素和ω-3脂肪酸中的至少一者。在該方法的一些實(shí)施方案中，第一、第二和第三溶劑組中的至少一者包含乙醇。在其它實(shí)施方案中，第一、第二和第三組溶劑組中的至少一者包含醇。
[0027]在再其它實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括將所述中性脂質(zhì)與催化劑在存在醇的情況下酯化，和將包含甘油的水溶性級(jí)分與包含燃料酯的水不溶性級(jí)分分離。在又其它實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括在真空下蒸餾燃料酯以獲得C16或更短的燃料酯級(jí)分、C16或更長(zhǎng)的燃料酯級(jí)分和包含ω-3脂肪酸的殘余物。一些實(shí)施方案進(jìn)一步包括將C16或更短的燃料酯級(jí)分脫氧以獲得調(diào)合用噴氣燃料和/或?qū)16或更長(zhǎng)的燃料級(jí)分脫氧以獲得調(diào)合用柴油。在又其它實(shí)施方案中，分離通過用吸附材料吸附來進(jìn)行。在又其它實(shí)施方案中，分離通過用粘土吸附來進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，粘土選自由以下組成的組:漂白粘土、膨潤(rùn)土和漂白土。
[0028]附圖簡(jiǎn)述[0029]圖1A為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的方法中包括的步驟的流程圖。
[0030]圖1B為根據(jù)本公開的脫水工藝的示例性實(shí)施方案的示意圖。
[0031]圖2為根據(jù)本公開的提取系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的示意圖。
[0032]圖3為顯示使用包括完全極性范圍的一系列溶劑對(duì)凍干的藻類生物質(zhì)的索氏(Sohxlet)提取的比較圖，顯示最大非破壞性藻類油提取效率和極性對(duì)極性脂質(zhì)和非極性脂質(zhì)提取的影響。
[0033]圖4A&B為顯示在三種不同溫度使用甲醇和石油醚的兩步溶劑提取工藝中的中性脂質(zhì)⑷純度和⑶回收率的圖示。
[0034]圖5A&B為顯示在三種不同溫度使用甲醇水溶液和石油醚的兩步溶劑提取工藝中的中性脂質(zhì)㈧純度和⑶回收率的圖示。
[0035]圖6為顯示在三種不同溫度使用甲醇水溶液和石油醚的兩步溶劑提取工藝中的脂質(zhì)回收率的圖。
[0036]圖7為示出溶劑與固體生物質(zhì)比率對(duì)脂質(zhì)回收率的影響的圖。
[0037]圖8為示出甲醇水溶液的單步提取回收中不同提取水溶液對(duì)干生物質(zhì)的效力的圖。
[0038]圖9為示出多步甲醇提取對(duì)累積總脂質(zhì)產(chǎn)率和中性脂質(zhì)純度的影響的圖。
[0039]圖10為示出使用濕生物質(zhì)和乙醇的脂質(zhì)累積回收率的圖。
[0040]圖11為示出比較微波輔助的提取和常規(guī)提取系統(tǒng)的提取時(shí)間的圖。
[0041]圖12A為根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方案的方法中包括的步驟的流程圖，其并入了蛋白質(zhì)提取步驟。圖12A中的所有單位均為磅。
[0042]圖12B為根據(jù)本公開的示例性提取工藝中包括的步驟的流程圖。
[0043]圖13為描述本發(fā)明的實(shí)施方案之一的流程圖和質(zhì)量平衡圖，其中通過提取和分級(jí)分離加工1000磅藻類生物質(zhì)以便從藻類生物質(zhì)分離中性脂質(zhì)、極性脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。
[0044]圖14為描述本發(fā)明的實(shí)施方案之一的流程圖，其中可以加工藻類團(tuán)塊以形成各種產(chǎn)物。
[0045]圖15為描述本發(fā)明的實(shí)施方案之一的流程圖，其中加工藻類中性脂質(zhì)以形成各種產(chǎn)物。
[0046]圖16為描述本發(fā)明的實(shí)施方案之一的流程圖，其中加工藻類中性脂質(zhì)以形成燃料產(chǎn)品。
[0047]圖17為描述本發(fā)明的實(shí)施方案之一的流程圖，其中從淡水藻類生物質(zhì)選擇性地提取藻類蛋白質(zhì)。
[0048]圖18為描述本發(fā)明的實(shí)施方案之一的流程圖，其中從鹽水藻類生物質(zhì)選擇性地提取藻類蛋白質(zhì)。
[0049]圖19為描述本發(fā)明的實(shí)施方案之一的流程圖，其中從鹽水或淡水藻類生物質(zhì)提取所選的藻類蛋白質(zhì)。
[0050]圖20為描述本發(fā)明的實(shí)施方案之一的流程圖，其中從鹽水或淡水藻類生物質(zhì)提取所選的藻類蛋白質(zhì)。
[0051]圖21為示出使用本文所述的方法在提取之前和之后的柵藻屬某種(Scenedescemussp)細(xì)胞的照片。該細(xì)胞在提取之前和之后都是大致上完整的。[0052]圖22k為葉綠素提取方法中包括的步驟的流程圖。
[0053]圖22B為本公開的葉綠素提取的示例性實(shí)施方案的示意圖。
[0054]發(fā)明詳述
[0055]定義
[0056]本文使用的術(shù)語“管道”或其任何變化形式包括可經(jīng)由其輸送流體的任何結(jié)構(gòu)。管道的非限制性實(shí)例包括管子、配管、管槽或其它封閉結(jié)構(gòu)。
[0057]本文使用的術(shù)語“儲(chǔ)器”或其任何變化形式包括能夠保留流體的任何實(shí)體結(jié)構(gòu)。儲(chǔ)器的非限制性實(shí)例包括池塘、罐、湖、桶或其它類似的結(jié)構(gòu)。
[0058]本文使用的術(shù)語“約”或“大約”被定義為接近本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，且在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中該術(shù)語被定義為在10%內(nèi)，優(yōu)選地在5%內(nèi)，更優(yōu)選地在1%內(nèi)，且最優(yōu)選地在0.5%內(nèi)。
[0059]本文使用的術(shù)語“抑制”或“減少”或這些術(shù)語的任何變化形式包括為實(shí)現(xiàn)所需結(jié)果的任何可測(cè)量的降低或完全抑制。
[0060]本文使用的術(shù)語“有效的”意指足以實(shí)現(xiàn)所需的、期望的或預(yù)期的效果。
[0061]所用的詞“一(a)”或“一個(gè)(an)”在本文當(dāng)與聯(lián)合術(shù)語“包含”使用時(shí)，可以意指“一個(gè)(one)”，但它也與“一個(gè)或多個(gè)”、“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多于一個(gè)”的含義一致。
[0062]本文使用的術(shù)語“或”意指“和/或”，除非明確地指出僅是指?jìng)溥x項(xiàng)或備選項(xiàng)為相互排斥的，盡管本公開支持僅是指 備選項(xiàng)和“和/或”的定義。
[0063]所用的術(shù)語“濕”如本文所用，用于意指含有約50%至約99.9%含水量。含水量可位于胞內(nèi)或胞外。
[0064]所用的術(shù)語“溶劑組”如本文所用，用于意指包含一種或多種溶劑的組合物。這些溶劑可為兩親性的(也稱為兩親性或略微非極性的)、親水性的或疏水性的。在一些實(shí)施方案中，這些溶劑為水可混溶的，而在另一些中，它們?yōu)樗胁豢苫烊艿??？捎糜趯?shí)施本發(fā)明方法的溶劑的非限制性實(shí)例包括甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙酸乙酯、和乙腈、烷烴(己烷、戊烷、庚烷、辛烷)、酯(乙酸乙酯、乙酸丁酯)、酮(甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK))、芳烴(甲苯、苯、環(huán)己烷、四氫呋喃)、鹵代烷烴(氯仿、三氯乙烯)、醚類(二乙醚)以及混合物(柴油、噴氣燃料、汽油)。
[0065]本文使用的術(shù)語“油”包括含有中性脂質(zhì)和極性脂質(zhì)的組合物。本文使用的術(shù)語“藻類油(algaeoil)”和“藻類油(algaloil) ”可互換使用。
[0066]本文使用的術(shù)語“擴(kuò)散物”或“滲透物”可以指已通過分離裝置(包括但不限于濾器或膜)的材料。
[0067]本文使用的術(shù)語“滯留物”可以指在擴(kuò)散物已通過分離設(shè)備之后剩余的材料。
[0068]本文使用的詞“包含(comprising) ”(以及包含的任何形式，諸如“包含(comprise) ”和“包含(comprises) ”)、“具有(having)” (以及具有的任何形式,諸如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)” (以及包括的任何形式，諸如“包括(includes) ”和“包括(include) ”)，或“含有(containing)” (以及含有的任何形式,諸如“包含(contains)”和“含有(contain)”)為包括性的或開放式的且不排除附加的、未提及的要素或方法步驟。
[0069]本文使用的術(shù)語“極性脂質(zhì)”或其任何變化形式包括但不限于磷脂和糖脂。[0070]本文使用的術(shù)語“中性脂質(zhì)”或其任何變化形式包括但不限于甘油三酯、甘油二酯、甘油單酯、類胡蘿卜素、蠟、甾醇。
[0071]本文使用的術(shù)語“固相”是指通常較為固態(tài)的材料的集合，而并非旨在意指該相中的所有材料均為固體。因此，具有大量固體同時(shí)保留一些液體的相涵蓋在該術(shù)語的含義內(nèi)。同時(shí)，本文使用的術(shù)語“液相”是指通常較為液態(tài)的材料的集合，且此類集合可包括固體材料。
[0072]本文使用的術(shù)語“生物柴油”是指來源于藻類的脂肪酸的甲酯或乙酯。
[0073]本文使用的術(shù)語“營(yíng)養(yǎng)品”是指提供健康和/或醫(yī)學(xué)益處的食品。非限制性實(shí)例包括類胡蘿卜素，胡蘿卜素，葉黃素諸如玉米黃質(zhì)、蝦青素和葉黃素。
[0074]本文使用的術(shù)語“生物燃料”是指來源于生物來源的燃料。非限制性實(shí)例包括生物柴油、噴氣燃料、柴油、調(diào)合用噴氣燃料(jetfuelblend stock)和調(diào)合用柴油(dieseIbIendstock)。
[0075] 本文使用的術(shù)語“雜質(zhì)”，當(dāng)與極性脂質(zhì)結(jié)合使用時(shí)，是指與目標(biāo)產(chǎn)物共提取或與目標(biāo)產(chǎn)物具有相同性質(zhì)的除目標(biāo)產(chǎn)物之外的所有組分。
[0076]本文使用的術(shù)語“潤(rùn)滑劑”，當(dāng)與極性脂質(zhì)結(jié)合使用時(shí)，是指加氫處理的藻類脂質(zhì)諸如C16-C20烷烴。
[0077]本文使用的術(shù)語“去垢劑”，當(dāng)與極性脂質(zhì)結(jié)合使用時(shí)，是指糖脂、磷脂及其衍生物。
[0078]本文使用的術(shù)語“食品添加劑”，當(dāng)與極性脂質(zhì)結(jié)合使用時(shí)，是指大豆卵磷脂代替品或來源于藻類的磷脂。
[0079]本文使用的術(shù)語“非甘油物質(zhì)”是指與甘油級(jí)分分離的任何雜質(zhì)。進(jìn)一步清除步驟將去除存在的大多數(shù)以生產(chǎn)藥用級(jí)甘油。
[0080]本文使用的術(shù)語“不飽和脂肪酸”是指具有至少一個(gè)碳雙鍵的脂肪酸。不飽和脂肪酸的非限制性實(shí)例包括棕櫚油酸、十七碳酸、硬脂酸、油酸、十八碳烯酸、亞油酸、Y-亞油酸、α-亞油酸、花生酸、二十碳烯酸、高Υ亞油酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸(eicosapenenoic acid)、二十二碳酸、二十二碳二烯酸、二^ 碳五烯酸、二十二碳四烯酸。主鏈中具有20個(gè)或更多個(gè)碳原子的脂肪酸通常被稱為“長(zhǎng)鏈脂肪酸”。主鏈中具有19個(gè)或更少個(gè)碳原子的脂肪酸通常被稱為“短鏈脂肪酸”。
[0081]不飽和長(zhǎng)鏈脂肪酸包括但不限于ω-3脂肪酸、ω-6脂肪酸和ω-9脂肪酸。本文使用的術(shù)語“ ω-3脂肪酸”是指，但不限于表1中列出的脂肪酸。
[0082]表1
[0083]
I脂質(zhì)名稱I化學(xué)名稱
二十碳三烯酸(ETE)20:3(η?3)全順式-11，14，17- 二十碳三烯酸
二十碳四烯酸(ETA)20:4(η?3)全順式-8，11，14，~ 二十碳四烯酸
二十碳五烯酸(EPA)20:5(η?3)全順式-5，8，11，14，~ 二十碳五烯酸
【權(quán)利要求】
1.一種從藻類分離葉綠素和富含ω-3油的方法，其包括: a.使懸浮在液體培養(yǎng)基中的大致上完整的藻類細(xì)胞脫水以產(chǎn)生藻類生物質(zhì)； b.從所述藻類生物質(zhì)提取包含中性脂質(zhì)、類胡蘿卜素和葉綠素的大致上液體級(jí)分，所述中性脂質(zhì)包含ω-3脂肪酸；以及 c.將所述類胡蘿卜素和葉綠素與所述中性脂質(zhì)分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述分離通過吸附和膜滲濾中的至少一者進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將所述中性脂質(zhì)與催化劑在存在醇的情況下酯化，和將包含甘油的水溶性級(jí)分與包含燃料酯的水不溶性級(jí)分分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述分離通過用吸附材料吸附來進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述分離通過用粘土吸附來進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述粘土選自由以下組成的組:漂白粘土、膨潤(rùn)土和漂白土。
7.一種從藻類分離葉綠素和富含ω-3油的方法，其包括: a.將大致上完整的藻類細(xì)胞脫水以制備藻類生物質(zhì)； b.以按重量計(jì)約1份乙醇與約1份藻類生物質(zhì)的比率將第一乙醇級(jí)分加入至所述藻類生物質(zhì)； c.將第一大致上固體生物質(zhì)`級(jí)分與包含蛋白質(zhì)的第一大致上液體級(jí)分分離； d.以按重量計(jì)約1份乙醇與約1份固體的比率將所述第一大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與第二乙醇級(jí)分合并； e.將第二大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與包含極性脂質(zhì)的第二大致上液體級(jí)分分離； f.以按重量計(jì)約1份乙醇與約1份基本上固體生物質(zhì)的比率將所述第二大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與第三乙醇溶劑級(jí)分合并； g.將第三大致上固體生物質(zhì)級(jí)分與包含中性脂質(zhì)的第三大致上液體級(jí)分分離，所述中性脂質(zhì)包括ω-3脂肪酸、類胡蘿卜素和葉綠素，其中所述第三大致上固體生物質(zhì)級(jí)分包含碳水化合物；以及 h.將類胡蘿卜素、葉綠素和ω-3脂肪酸中的至少一者從第三大致上液體級(jí)分中分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中第一、第二和第三溶劑組中的至少一者包含乙醇。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中第一、第二和第三溶劑組中的至少一者包含醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括將所述中性脂質(zhì)與催化劑在存在醇的情況下酯化，和將包含甘油的水溶性級(jí)分與包含燃料酯的水不溶性級(jí)分分離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括在真空下蒸餾所述燃料酯以獲得C16或更短的燃料酯級(jí)分、C16或更長(zhǎng)的燃料酯級(jí)分和包含ω-3脂肪酸的殘余物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括將C16或更短的燃料酯級(jí)分脫氧以獲得調(diào)合用噴氣燃料和/或?qū)16或更長(zhǎng)的燃料級(jí)分脫氧以獲得調(diào)合用柴油。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述分離通過用吸附材料吸附來進(jìn)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述分離通過用粘土吸附來進(jìn)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述粘土選自由以下組成的組:漂白粘土、膨潤(rùn)土和漂白土。
【文檔編號(hào)】C11B1/10GK103492541SQ201280017432
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月6日
【發(fā)明者】艾尼科特·凱萊 申請(qǐng)人:赫里開發(fā)公司