一種微藻生物柴油的提煉方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微藻生物柴油的提煉方法，包括以下步驟：破碎微藻：在收獲微藻后，將藻液通入破碎池中，使用超聲波破碎微藻：將破碎微藻后的藻液通過水泵流入沉淀池內(nèi)，進行自然沉淀，形成上下分層，所述上層液為水，下層液為藻漿，將下層藻漿抽取至反應(yīng)罐中；原位萃取：在放置有藻漿的反應(yīng)罐中加入反應(yīng)劑和萃取劑，加熱溫度至60?80℃并一直攪拌，開始進行原位萃取；分離純化：完成萃取后，將萃取后的上層液抽入收集罐中，邊加熱邊進行攪拌，萃取劑蒸發(fā)進入冷凝器，所述反應(yīng)罐中剩下的即為生物柴油；本發(fā)明的優(yōu)點在于：本方法降低了物料的損耗，步驟簡單，操作簡便，收獲率接近100％。
【專利說明】
一種微藻生物柴油的提煉方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及生物能源領(lǐng)域，特別涉及一種微藻生物柴油的提煉方法。【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人口的急劇增加，全世界對能源的需求量越來越大，也加大了對地球資源的開采和利用，能源和環(huán)境問題成為人類關(guān)注的焦點。據(jù)相關(guān)的評估報告， 按照目前的速度，世界傳統(tǒng)石油資源將在40年后用盡。隨著石油和煤炭資源的枯竭及其燃燒對空氣的污染，世界各國正積極開展可再生新資源的開發(fā)和利用。
[0003]生產(chǎn)生物柴油的常見方法是酯交換法，是采用油脂與甲醇在酸或堿催化條件下加熱反應(yīng)生成脂肪酸甲酯后分離的過程。微藻制備生物柴油傳統(tǒng)方法是將提取出來的微藻油脂通過酸催化反應(yīng)來制備生物柴油。由于在水含量高環(huán)境中利于微藻生長，因而收獲的微藻的含水量通常較高，在進行提油之前都必須經(jīng)過充分的干燥，而干燥操作成本較大，可占到微藻生物柴油生產(chǎn)成本的三分之一到一半。
[0004]原位萃取酯交換反應(yīng)是用含油原料與酸化的醇類接觸直接反應(yīng)，醇既是提取溶劑，又是反應(yīng)物，且產(chǎn)物得到的脂肪酸甲酯含量高。研究表明，與傳統(tǒng)的生物柴油制備路線相比，在生物質(zhì)中油脂直接醇解制備生物柴油的產(chǎn)率提高20%。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提高收獲率且制備方法簡單的微藻生物柴油的提煉方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種微藻生物柴油的提煉方法，其創(chuàng)新點在于，經(jīng)過破碎微藻、抽取藻漿、原位萃取和分離純化步驟，完成微藻生物柴油的提煉， 所述具體步驟如下:(1)破碎微藻:在收獲微藻后，將藻液通入破碎池中，使用超聲波破碎微藻；(2)抽取藻漿:將破碎微藻后的藻液通過水栗流入沉淀池內(nèi)，進行自然沉淀，形成上下分層，所述上層液為水，下層液為藻漿，將下層藻漿抽取至反應(yīng)罐中；(3)原位萃取:在放置有藻漿的反應(yīng)罐中加入反應(yīng)劑和萃取劑，進行加熱，保持所述反應(yīng)罐中的溫度為60-80 °C，邊攪拌邊進行原位萃??；(4)分離純化:完成萃取后，將萃取后的上層液抽入收集罐中，邊加熱邊進行攪拌，所述萃取劑蒸發(fā)進入冷凝器，所述收集罐中剩下的即為生物柴油。
[0007]進一步的，所述步驟(3)的反應(yīng)劑為甲醇與濃硫酸的混合物，所述濃硫酸與甲醇的體積比為0.03-0.04:1，所述濃硫酸為催化劑，所述萃取劑為正己烷，所述反應(yīng)劑與萃取劑的體積比為1:1，所述反應(yīng)劑與藻漿的體積比為1-2:1。
[0008]進一步的，所述步驟(3)的萃取劑需要2_4h更換一次。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點在于:(1)相對于傳統(tǒng)的方法，本方法不需要引進額外的試劑，就可以得到濃縮藻漿，收獲效率極高。
[0010](2)相對于傳統(tǒng)的方法，本方法可直接使用濕藻，省去了微藻的干燥步驟，收獲的藻漿直接進行油脂的生產(chǎn)，減少了生產(chǎn)成本，簡化步驟并節(jié)約了時間。
[0011](3)相對于傳統(tǒng)的方法，本方法采用原位酯交換反應(yīng)產(chǎn)生生物柴油，微藻油脂的提取與酯化同步進行，降低了物料的損耗，步驟簡潔高效。
[0012](4)相對于傳統(tǒng)的方法，本方法向反應(yīng)體系中同時加入反應(yīng)劑與萃取劑，萃取劑需要2-4h更換一次以減少其他產(chǎn)物量，使得酯化反應(yīng)正向進行?！揪唧w實施方式】
[0013]下面的實施例可以使本專業(yè)的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0014]實施例1一種微藻生物柴油的提煉方法，經(jīng)過破碎微藻、抽取藻漿、原位萃取和分離純化步驟， 完成微藻生物柴油的提煉，具體步驟如下:(1)破碎微藻:在收獲微藻后，將藻液通入破碎池中，使用超聲波破碎微藻。
[0015](2)抽取藻漿:將破碎微藻后的藻液通過水栗流入沉淀池內(nèi)，進行自然沉淀，形成上下分層，上層液為水，下層液為藻漿，將下層藻漿抽取至反應(yīng)罐中。
[0016](3 )原位萃取:在放置有藻漿的反應(yīng)罐中加入反應(yīng)劑和萃取劑，反應(yīng)劑為甲醇與濃硫酸的混合物，濃硫酸與甲醇的體積比為0.03:1，濃硫酸為催化劑，萃取劑為正己烷，反應(yīng)劑與萃取劑的體積比為1:1，反應(yīng)劑與藻漿的體積比為1:1，進行加熱，保持反應(yīng)罐中的溫度為65 °C，邊攪拌邊進行原位萃取，每2h更換一次萃取劑。
[0017](4)分離純化:完成萃取后，將萃取后的上層液抽入收集罐中，一邊加熱一邊攪拌， 萃取劑蒸發(fā)進入冷凝器，收集罐中剩下的即為生物柴油。
[0018]結(jié)論:本實施例的微藻生物柴油的提煉方法，步驟簡單，操作簡便，生物柴油產(chǎn)率為23%，相比于微藻的粗油脂產(chǎn)率，柴油轉(zhuǎn)化率接近100%。
[0019]實施例2一種微藻生物柴油的提煉方法，經(jīng)過破碎微藻、抽取藻漿、原位萃取和分離純化步驟， 完成微藻生物柴油的提煉，具體步驟如下:(1)破碎微藻:在收獲微藻后，將藻液通入破碎池中，使用超聲波破碎微藻。
[0020](2)抽取藻漿:將破碎微藻后的藻液通過水栗流入沉淀池內(nèi)，進行自然沉淀，形成上下分層，上層液為水，下層液為藻漿，將下層藻漿抽取至反應(yīng)罐中。
[0021](3)原位萃取:在放置有藻漿的反應(yīng)罐中加入反應(yīng)劑和萃取劑，反應(yīng)劑為甲醇與濃硫酸的混合物，甲醇與濃硫酸的體積比為0.03:1，濃硫酸為催化劑，萃取劑為正己烷，反應(yīng)劑與萃取劑的體積比為1:1，反應(yīng)劑與藻漿的體積比為2:1，進行加熱，保持反應(yīng)罐中的溫度為70°C，邊攪拌邊進行原位萃取，每3h更換一次萃取劑。[〇〇22](4)分離純化:完成萃取后，將萃取后的上層液抽入收集罐中，一邊加熱一邊攪拌，萃取劑蒸發(fā)進入冷凝器，收集罐中剩下的即為生物柴油。
[0023]結(jié)論:本實施例的微藻生物柴油的提煉方法，步驟簡單，操作簡便，生物柴油產(chǎn)率為17%，相比于微藻的粗油脂產(chǎn)率，柴油轉(zhuǎn)化率為73%。
[0024]實施例3一種微藻生物柴油的提煉方法，經(jīng)過破碎微藻、抽取藻漿、原位萃取和分離純化步驟， 完成微藻生物柴油的提煉，具體步驟如下:(1)破碎微藻:在收獲微藻后，將藻液通入破碎池中，使用超聲波破碎微藻。
[0025](2)抽取藻漿:將破碎微藻后的藻液通過水栗流入沉淀池內(nèi)，進行自然沉淀，形成上下分層，上層液為水，下層液為藻漿，將下層藻漿抽取至反應(yīng)罐中。
[0026](3)原位萃取:在放置有藻漿的反應(yīng)罐中加入反應(yīng)劑和萃取劑，反應(yīng)劑為甲醇與濃硫酸的混合物，甲醇與濃硫酸的體積比為0.04:1，濃硫酸為催化劑，萃取劑為正己烷，反應(yīng)劑與萃取劑的體積比為1:1，反應(yīng)劑與藻漿的體積比為2:1，進行加熱，保持反應(yīng)罐中的溫度為75 °C，邊攪拌邊進行原位萃取，每4h更換一次萃取劑。[〇〇27](4)分離純化:完成萃取后，將萃取后的上層液抽入收集罐中，邊加熱邊進行攪拌，萃取劑蒸發(fā)進入冷凝器，收集罐中剩下的即為生物柴油。
[0028]結(jié)論:本實施例的微藻生物柴油的提煉方法，步驟簡單，操作簡便，生物柴油產(chǎn)率為17%左右，相比于微藻的粗油脂產(chǎn)率，柴油轉(zhuǎn)化率接近73%。[〇〇29]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解， 本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種微藻生物柴油的提煉方法，其特征在于:經(jīng)過破碎微藻、抽取藻漿、原位萃取和 分離純化步驟，完成微藻生物柴油的提煉，所述具體步驟如下:(1)破碎微藻:在收獲微藻后，將藻液通入破碎池中，使用超聲波破碎微藻；(2)抽取藻漿:將破碎微藻后的藻液通過水栗流入沉淀池內(nèi)，進行自然沉淀，形成上下 分層，所述上層液為水，下層液為藻漿，將下層藻漿抽取至反應(yīng)罐中；(3)原位萃取:在放置有藻漿的反應(yīng)罐中加入反應(yīng)劑和萃取劑，進行加熱，保持所述反 應(yīng)罐中的溫度為60-80 °C，邊攪拌邊進行原位萃?。?4)分離純化:完成萃取后，將萃取后的上層液抽入收集罐中，邊加熱邊進行攪拌，所述 萃取劑蒸發(fā)進入冷凝器，所述收集罐中剩下的即為生物柴油。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻生物柴油的提煉方法，其特征在于:所述步驟(3)的 反應(yīng)劑為甲醇與濃硫酸的混合物，所述濃硫酸與甲醇的體積比為0.03-0.04:1，所述濃硫酸 為催化劑，所述萃取劑為正己烷，所述反應(yīng)劑與萃取劑的體積比為1:1，所述反應(yīng)劑與藻漿 的體積比為1_2:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻生物柴油的提煉方法，其特征在于:所述步驟(3)的 萃取劑需要2_4h更換一次。
【文檔編號】C10L1/02GK105969512SQ201610406313
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】石健, 張雯婕, 袁銀男
【申請人】昆山清旭環(huán)境科技有限公司