CN104379228A - 太阳能驱动的溶剂提取器和使用其提取微藻脂质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用低沸点溶剂和利用太阳能用于加热以及冷却操作，从光合成生长的微藻生物质中提取非极性脂质的能量有效的方法。本发明也涉及提高能量输出与输入比例，能量输出与输入比例是微藻脂质提取方法的主要障碍。本发明也涉及经由太阳能回收用于上述方法的溶剂。

Description

太阳能驱动的溶剂提取器和使用其提取微藻脂质的方法
发明领域
本发明涉及利用太阳能从大规模培养的微藻中提取期望的脂质馏分，以生产生物柴油。含脂质的微藻小球藻(Chlorella variabilis)(ATCC号PTA 12198)是真核藻，该真核藻由于其脂质含量适于生物柴油制备而被大规模培养。其使用无机盐作为其生长的培养基。收获该生物质，晒干以脱水并且粉碎以制备粗粉末，用于进一步的提取程序。
常规的脂质提取是耗能的过程并且需要改善以降低能量输入与输出比例。太阳能可以是供选择的方案，因为其在一定程度上降低了该比例。通过使用低温沸腾溶剂从微藻中提取非极性脂质以及其回收，可有助于开发有效生产微藻生物燃料的创新性技术。在本发明中，脂质提取是使用抛物面太阳能盘式集中器和太阳能板，以从太阳辐射中获得必要的用于加热以及冷却的能量而进行的。另外，抛物面槽用于必要地回收在提取的残留生物质中包埋的溶剂。
发明背景和现有技术
可参考可获得自互联网的信息，其中声称，名为Origin Oil的公司已经开发了由于某些外部刺激而从微藻中自发渗出油的方法。尽管这是突破性的想法，但是文献中报道的大部分工作涉及从微藻中溶剂提取脂质并且没有理由相信这将在可预知的将来的任何时间实施。
可参考Teresa M.Mata,Antonio A.Martins,Nidia.S.Caetano在Renewale and Sustainable Energy Reviews(2010年14卷)中的文章“用于生物柴油生产和其他应用的微藻：综述(Microalgae for biodiesel productionand other applications:A review)”以及Paula Mercer和Roberto E.Armenta在Eur.J.Lipid Sci.Technol.2011,DOI:10.1002/ejlt.201000455中的文章“从微藻中提取油的进展(Developments in oil extraction from microalgae)”，其中叙述了技术的组合可产生更好的结果，例如，使生物质首先经受压榨机的机械应力、挤压、珠击(bead beating)、高压灭菌生物质、酶预处理等，然后溶剂提取。
可参考Teresa M.Mata,Antonio A.Martins,Nidia.S.Caetano在Renewale and Sustainable Energy Reviews(2010年14卷)中的文章“用于生物柴油生产和其他应用的微藻：综述(Microalgae for biodiesel productionand other applications:A review)”，其中叙述了非常规的溶剂提取技术，比如在微波辐射、声裂法等的帮助下，可用于更有效的提取。其也叙述了微生物提取油是耗能的以及昂贵的。但是，这些方法可能不容易规模化，更不用说资金和操作成本。
可参考第WO/2012/160577号国际专利申请，其中显示，高质量的生物柴油可使用从天然存在的漂浮微藻垫，如微孢藻(ATCC号PTA12197)、刚毛藻(ATCC号PTA12199)和光合成生长、晒干的小球藻(ATCC号PTA12198)生物质中提取的油生产。这种提取使用常规的溶剂/索氏提取方法以及非极性低沸点溶剂(如己烷)，利用常规的能源如电力和化石燃料进行。
可参考Laurent Lardon等人在Env.Sci.Technol.2009，43,6475中他们的题为：微藻生物柴油生产的生命周期评估(Life-Cycle Assessment ofBiodiesel Production from Microalgae)的文章，其中表明，生产微藻油的主要成本在于脱水和从稀释的培养物中提取油。
可参考Sander等人的藻生物柴油的生命周期分析(Life Cycle analysisof algae biodiesel)(Int.J.Life Cycle Assess.2010,15:704–714)，其中提到，在生物柴油生产方法中，藻的热脱水和收获消耗了总能量输入的89％，即3556KJ/kg的水。然而，没有提到利用可再生能源来有效提取溶剂。
对本领域技术人员将显而易见的是，提取油的成本与高的输入能量成本相关，高的输入能量成本另外对能量输出与输入比例具有很大的负面影响，从而对微藻生物柴油的可行性具有很大的负面影响。所以，用可再生能源进行这样的对脂质的溶剂提取非常令人感兴趣。通过采用太阳能驱动的冷却设备来控制反应装置的温度，能量消耗可进一步降低。
发明目的
本发明的主要目的是利用太阳热能，用低沸点溶剂从晒干的微藻生物质中提取脂质。
另一个目的是使用非极性低沸点溶剂(如己烷)来仅仅提取出尤其适合于生物柴油的那些脂质，而留下不适合的材料。
另一个目的是优选地用索氏提取器进行这样的溶剂提取以确保使用最少的溶剂完成提取。
另一个目的是在提取过程的最后，采用太阳能热蒸馏来回收无溶剂的脂质。
另一个目的是使冷水穿过回流冷凝器以使溶剂损失最小化，并且使用基于太阳能光伏的冷却器。
另一个目的是认识到在提取过程之后，生物质包含残留溶剂，并且因此，使生物质直接经受太阳能加热以汽提和回收残留溶剂。
另一个目的是利用来自现有技术的最佳实践，以使得提取过程最有效，同时用太阳能替代需要常规电能/化石燃料的所有操作。
附图简述
图1表示太阳能驱动的溶剂提取器以及溶剂回收组件，包括收集容器(1)、太阳能抛物面盘式集中器(2)、黑色涂布的矩形箱(3)、提取器柱(4)、冷凝器(5)、冷却器(6)、电池(7)、太阳能光伏板(8)、太阳能抛物面槽(9)、吸收器管(10)、冷凝器(11)和收集容器(12)，由支撑夹和架支撑。
发明概述
因此，本发明提供太阳能驱动的索氏提取器，其包括：
i.收集容器(1，图1)，其放置在太阳能抛物面盘式集中器(2，图1)的焦点处，从而有助于在期望的温度下汲取太阳热能，以实现提取过程；
ii.将上述容器放置在黑色涂布的绝缘箱(3，图1)中，覆盖四个侧面，以通过使由于风造成的对流热损失的影响最小化而提高所述过程的热效率；
iii.将包含生物质套管的提取柱(4，图1)放置在所述容器上方；
iv.将冷凝器(5，图1)放置成连接至冷却器(6，图1)；
v.将冷却器连接至与太阳能光伏板(8，图1)连接的电池(7，图1)；
vi.将吸收器管(10，图1)放置在太阳能抛物面槽(9，图1)的焦点处，从而使用太阳能汽提在收集容器(12，图1)中收集的生物质中包埋的溶剂，所述收集容器(12，图1)附接至冷凝器(11，图1)并且连接至上述冷却器(6，图1)。
在本发明的一个实施方案中，所述冷凝器、所述提取柱和所述收集容器由支撑夹和架支撑。
在本发明的另一个实施方案中，对于10升容量，集中器的直径和焦距分别是144cm和31cm，并且集中器的直径和焦距可基于容量而改变。
在本发明的仍另一个实施方案中，所使用的集中器选自太阳能抛物面盘式集中器、Scheffler集中器、圆柱形抛物面槽式集中器、复合抛物面集中器、菲涅尔透镜、具有平面反射器的吸收器或其组合。
在本发明的仍另一个实施方案中，冷却器保持在5至15℃的温度下。
在本发明的仍另一个实施方案中，用于操作冷却器的电池的最小容量为200mAh。
在一个实施方案中，本发明提供使用太阳能驱动的索氏提取器从干燥微藻生物质中提取非极性脂质以提高能量输出与输入比例的方法，并且所述方法包括下述步骤：
a.在放置在太阳能抛物面盘式集中器的焦点处的常规索氏装置中进行溶剂提取；
b.采用太阳能制冷技术使冷凝器冷却以使溶剂损失最小化；
c.将用15至30％w/w溶剂湿润的废生物质放置在抛物面槽式集中器的吸收器管中并且汽提附着的溶剂；
d.如在上述b)的情况下，使用冷却设施使蒸发损失最小化；
e.使溶剂提取物经受太阳能热蒸馏以分离无溶剂非极性脂质，该无溶剂非极性脂质用于根据已知的现有技术进一步加工成生物柴油；
f.如在上述a)和d)的情况下，使用冷却设施使蒸发损失最小化；光伏模块或和从太阳辐射汲取其热能，晒干收获的微藻生物质以去除过多水分，
g.用低沸点溶剂，使用用于加热索氏装置的收集容器的太阳能抛物面集中器提取非极性脂质，
h.使用用于加热索氏装置的收集容器的太阳能抛物面集中器蒸馏低沸点溶剂。
在本发明的仍另一个实施方案中，所述方法在70至130℃下和适宜日照时数最低为5的情况下运行超过3天，总运行时间18小时。
在本发明的仍另一个实施方案中，在实验时段期间，平均辐照量、平均环境温度和平均风速分别是665W/m2、28.9℃和0.6m/s。
在本发明的仍另一个实施方案中，所使用的低沸点溶剂选自正己烷、甲苯、二氯甲烷、甲醇、丙酮、氯仿、环己烷、生物柴油、或化石柴油的低沸点馏分或其组合。
在本发明的仍另一个实施方案中，溶剂回收效率范围为85-95％。
在本发明的仍另一个实施方案中，蒸馏效率范围为95-99％。
在本发明的仍另一个实施方案中，用于进行所述方法的阈值太阳辐照量是550W/m2。
在本发明的仍另一个实施方案中，太阳能方法是连续的和可规模化的。
在本发明的仍另一个实施方案中，用于溶剂回收过程的任何已知的方法均可用于进一步提高效率。
在本发明的仍另一个实施方案中，能量输出与输入比例从小于1/11的值提高至大于1的值。
在本发明的仍另一个实施方案中，当光合成生长的微藻是用现有技术中已知的有效收获和干燥手段来利用时，该方法是能量有效的。
在本发明的仍另一个实施方案中，冷却操作通过使用太阳能PV板或通过使用太阳能吸收制冷系统运转一般的冷却装置来进行，或通过使环境水经由在PV板上运行的泵运转来进行。
在本发明的仍另一个实施方案中，发现脂质回收与按照常规的索氏提取方法相同。
发明简述
在源自含脂质微藻的脂质溶剂提取所涉及的大多数步骤中，利用太阳能代替常规能源是独特的方法，因为该能源是可再生能源。该方法使用抛物面太阳能集中器以及晒干的微藻生物质，利用天然日照加热溶剂至其沸点左右。太阳能提取方法通过降低能量输入的成本从而提高能量输出与输入比例，还使得生物柴油的生产成为成本有效的过程。这在太阳辐射丰富的地区如热带，是尤其有用的。
利用太阳能从微藻生物质中提取非极性脂质，是使用由提取柱和冷凝器组成的索氏提取器进行的。在该工作中利用的可再生能源是本发明的新特征，这是因为其大大降低了形成该工艺中主要障碍的油提取的成本。为了该脂质提取的目的，采用抛物面盘式太阳能集中器。收集容器位于集中器的焦点处并且太阳辐射用于加热溶剂至其沸点。太阳能也用于经由光伏(PV)模块来运行的冷却操作。在太阳能抛物面槽式集中器的吸收器管中进行从废生物质中回收溶剂。随后的溶剂蒸汽穿过附接至由太阳能PV模块运转的冷却器的冷凝器，以将溶剂收集在适合的容器中。
图1的太阳能驱动的索氏提取装置具有容纳5L溶剂的总容量。
收集容器/圆底烧瓶放置在太阳能抛物面盘式集中器的焦点处，如图1中详述。
在抛物面焦点处的收集容器/圆底烧瓶放置在覆盖四个侧面的黑色涂布的绝缘箱(3)内部。太阳能抛物面盘式集中器(2)是由聚氯乙烯塑料制成的半圆形槽，小镜子固定在其上，以收集太阳射线到预定的位置或焦点上。
太阳能抛物面盘式集中器必须根据全天太阳移动来跟踪，以获得最大太阳辐射用于加热包含低沸点溶剂的10L容量的收集容器。
对于图1中表示的太阳能抛物面盘式集中器，提取器柱(4)以及冷凝器(5)和收集烧瓶(1)已经使用夹和架来支撑。
通过使用冷却器(6)将冷凝器保持在10℃，所述冷却器(6)从连接至200mAh电池(7)的太阳能PV模块(8)中获得其能量。
运行太阳能驱动的索氏提取，直到在提取柱中观察到无色提取物。
在用虹吸管吸出收集在提取器柱中的溶剂之后，包含浓缩的非极性脂质的提取物汇集在圆底烧瓶/收集烧瓶中。
在提取器柱中没有生物质套管的情况下，使用图1的太阳能驱动的索氏提取系统，蒸馏来自所汇集的提取物的溶剂。
如图1中详述的太阳能溶剂回收系统由太阳能抛物面槽式集中器(9)、吸收器管(10)、冷凝器(11)和收集容器(12)组成。
如图1中提到的太阳能溶剂回收系统具有容纳500g的提取生物质的淤浆的总容量，所述提取生物质的淤浆包含用于其回收的包埋溶剂。
抛物面太阳能槽必须一天跟踪一次，以获得最大限度的太阳辐射用于加热包含废生物质的玻璃吸收器管，以回收包埋在其中的低沸点溶剂。
太阳能抛物面槽由面积为1.3m2的阳极化铝板制成。冷凝器在一侧上附接至收集烧瓶，在另一侧上附接至吸收器管，并且冷凝器通过使用冷却器而保持在10℃，该冷却器从连接至200mAh电池的太阳能PV模块中获取其能量。
使用太阳能输入，可使化石燃料能量输入最小化。
发明的新特征
主要创造性步骤如下：
1.进行能量平衡计算并且显示，从含脂质的微藻生物质如小球藻属(Chlorella sp.)中提取脂质所需要的能量，比所得脂质的卡路里含量大10多倍。
2.人们需要花费能量在其他操作如溶剂回收上，这使得能量平衡更差。
3.非极性溶剂如己烷对于回收非极性脂质馏分是理想的，并且这种溶剂是在相当低的温度下沸腾和容易使用太阳能蒸馏的。
4.太阳能也可被考虑用于其他操作，如回收废生物质中截留的残留溶剂，和从包含脂质的溶剂提取物中汽提溶剂。
5.虽然己烷的高挥发性由于上述原因是有利的，但是同时需要使冷凝器冷却以使溶剂损失最小化，并且因此也使用太阳光伏能进行冷却操作。
6.认识到太阳辐射在这样的微藻被培养的时段期间最强烈，因此可方便地使培养和脂质提取的双重目标同步。
7.进一步认识到，因为此类微藻生物质如小球藻是光合成产生的，以低的水含量自沉积，并且容易如现有技术中公开地收获和晒干，所以克服从微藻中脂质提取的化石燃料需求的挑战，将使得人们能够以低碳足迹来生产对于生物柴油的必要原料，即非极性脂质。
8.总之，成功地将脂质提取的能量输出与输入比例从<<1改变至>1，从而在所述方法的经济性方面也具有有利的结果。
9.认识到不像种子油，溶剂提取是扼杀实现好的能量输出与输入比例的努力的一个步骤。
10.认识到没有人已经提出该问题的方案并且认识到提取中使用的溶剂是低沸点溶剂和此后太阳能应该能够用于该目的，表明抛物面盘构造是针对该目的的有吸引力的选择。
通过说明的方式给出下述实施例并且所以不应解释为限制本发明的范围。
实施例1
构造特征
包含低沸点溶剂如己烷的收集容器(1)放置在黑色涂布的绝缘矩形箱(3)中，该矩形箱(3)覆盖收集容器的四个侧面以使对流损失和辐射损失最小化。整个组件(收集容器+黑色涂布的矩形箱)放置在直径为144cm和焦距为31cm的太阳能抛物面盘式集中器(2)的焦点处。3L容量的提取器柱(4)连同包含微藻生物质的纤维质套管一起，放置在收集容器(1)的上方并且进一步与连接至由电池(7)操作的冷却器(6)的冷凝器(5)接合，冷却器(6)保持10℃的温度，通过太阳能光伏板(8)来运行。收集容器、提取柱和冷凝器的设置由支撑夹和邻近太阳能抛物面盘式集中器所竖立的架来支撑。在从上述设置中提取脂质之后获得的湿润微藻生物质进料至吸收器管(10)，所述吸收器管(10)在底部黑色涂布，放置在由面积为1.3m2的阳极化铝板制成的太阳能抛物面槽(9)的焦点处。吸收器管进一步连接至冷凝器(11)，所述冷凝器(11)附接至如上提及的冷却器(6)并连接至500ml容量的收集容器(12)。
实施例2
在容量10L的常规索氏装置中，在80℃的温度下，用5L正己烷从装入保持在上方具有冷凝器的索氏提取器柱内部的纤维质套管中的1kg晒干的小球藻(ATCC号PTA 12198)生物质(水分含量20％)中进行脂质提取16小时。将冷凝器附接至消耗5.22kWh能量的冷却器。加热罩用作热源，其在18小时的提取时间内消耗4kWh的能量，此后在提取柱中没有观察到脂质提取物，然后脂质提取物汇集在圆底烧瓶中。过滤提取物并且蒸发滤液以产生86g无溶剂的非极性脂质。以干基计，获得的脂质为10.75％(w/w)。
该实施例教导我们仅仅针对该方法，86g的卡路里含量为约3MJ(9100kcal/kg)的非极性脂质的溶剂(己烷)提取需要33MJ的能量输入，即，消耗的能量高11倍。
实施例3
如图1中描述，使用抛物面盘式太阳能集中器作为热源和光伏能源用于冷却冷凝器组件，重复实施例2的实验。烧瓶位于由以抛物面形状布置的小玻璃镜形成的集中器的焦点处。集中器的直径是144cm并且焦距是31cm。实验进行3天，总运行时间18小时，覆盖适宜日照时数。在实验时段期间，平均辐照量、平均环境温度和平均风速分别是665W/m2、28.9℃和0.6m/s。
在该时段期间，总共运行17个索氏循环，产生总共88g的非极性脂质，即，与实施例2中提到的量相似。该实施例教导我们，溶剂提取可通过使用太阳能促进提取和冷凝二者而进行。
实施例4
下表提供上述在实施例2和实施例3中的方法的比较。
表1：太阳能驱动的提取和常规的索氏提取的比较数据列表
参数 常规的索氏 太阳能驱动的索氏
生物质容量 1kg 1kg
溶剂容量 5L 5L
提取时间 18h 18h
脂质产率(％) 10.75 11
能量输入 33.12MJ -
能量输出 3.27MJ 3.34MJ
实施例5
将500g的实施例3的包含约120g正己烷(通过取相同批次的5g样品并且在105℃下烘箱干燥5小时估算)的用废溶剂湿润的小球藻生物质放入位于抛物面槽式集中器线焦点处的玻璃管中，如图1中提到。一端封闭并且另一端连接至由冷凝器和预先称重的500ml容量的收集烧瓶组成的溶剂收集组件。冷凝器连接至实施例3中使用的相同太阳能操作的冷却器。冷却器的温度保持在10℃。使抛物面槽手动跟踪且聚焦，以聚集太阳辐射用于加热包含湿润生物质的玻璃管。一小时之后，称重收集烧瓶并且发现包含102g的正己烷，即85％(w/w)的回收率。在实验期间，平均辐照量、平均环境温度和平均风速分别是643W/m2、27.5℃和0.9m/s。
该实施例教导我们可有效利用太阳能来从残留的生物质中回收溶剂。
实施例6
将4L的包含65.3g非极性脂质的溶剂提取物置入容量10L的圆底烧瓶并且在实施例3的太阳能索氏组件中进行溶剂蒸馏，不同之处是从提取器柱中去除套管。在2小时内回收了3.8L的己烷，溶剂回收率为95％(v/v)。
在实验时段期间，平均辐照量、平均环境温度和平均风速分别是844W/m2、25.5℃和0.2m/s。
实施例2-4一起教导了使用太阳能作为唯一能源从小球藻的干燥生物质中回收非极性脂质。这些脂质可通过已知的现有技术进一步加工成生物柴油。
本发明的优点
1.通过利用太阳能，本发明克服了微藻生物柴油利用中的主要障碍之一，即从完好、干燥的藻生物质中溶剂提取非极性脂质的高能量要求。
2.通过将太阳能用于提取和溶剂回收过程中必需的加热和冷却操作二者，进一步使该过程的碳足迹最小化。
3.通过避免使用化石燃料，大大降低能源成本。
4.因为太阳能集热容易规模化，该方法也可规模化。

Claims (19)

1.太阳能驱动的索氏提取器，其包括：
i.收集容器(1，图1)，其放置在太阳能抛物面盘式集中器(2，图1)的焦点处，从而有助于在期望的温度下汲取太阳热能，以实现提取过程；
ii.将上述容器放置在黑色涂布的绝缘箱(3，图1)中，覆盖四个侧面，以通过使由于风造成的对流热损失的影响最小化而提高所述过程的热效率；
iii.将包含生物质套管的提取柱(4，图1)放置在所述容器上方；
iv.将冷凝器(5，图1)放置成连接至冷却器(6，图1)；
v.将冷却器连接至与太阳能光伏板(8，图1)连接的电池(7，图1)；
vi.将吸收器管(10，图1)放置在所述太阳能抛物面槽(9，图1)的焦点处，从而使用太阳能汽提在收集容器(12，图1)中收集的生物质中包埋的溶剂，所述收集容器(12，图1)附接至冷凝器(11，图1)并且连接至上述冷却器(6，图1)。
2.根据权利要求1所述的太阳能驱动的索氏提取器，其中所述冷凝器、所述提取柱和所述收集容器由支撑夹和架支撑。
3.根据权利要求1所述的太阳能驱动的索氏提取器，其中对于10升容量，集中器的直径和焦距分别是144cm和31cm，并且集中器的直径和焦距基于容量而改变。
4.根据权利要求1所述的太阳能驱动的索氏提取器，其中所使用的集中器选自太阳能抛物面盘式集中器、Scheffler集中器、圆柱形抛物面槽式集中器、复合抛物面集中器、菲涅尔透镜、具有平面反射器的吸收器或其组合。
5.根据权利要求1所述的太阳能驱动的索氏提取器，其中步骤(iv)和(vi)中所述冷却器保持在5至15℃的温度下。
6.根据权利要求1所述的太阳能驱动的索氏提取器，其中用于操作所述冷却器的电池的最小容量为200mAh。
7.使用如权利要求1所述的太阳能驱动的索氏提取器从干燥微藻生物质中提取非极性脂质，以提高能量输出与输入比例的方法，所述方法包括下述步骤：
a.在放置在太阳能抛物面盘式集中器的焦点处的常规索氏装置中进行溶剂提取；
b.采用太阳能制冷技术使所述冷凝器冷却以使溶剂损失最小化；
c.将用15至30％w/w溶剂湿润的废生物质放置在抛物面槽式集中器的吸收器管中并且汽提附着的溶剂；
d.如在上述b)的情况下，使用冷却设施使蒸发损失最小化；
e.使溶剂提取物经受太阳能热蒸馏以分离无溶剂非极性脂质，该无溶剂非极性脂质用于根据已知的现有技术进一步加工成生物柴油；
f.如在上述a)和d)的情况下，使用冷却设施使蒸发损失最小化；光伏模块或和从太阳辐射汲取其热能，晒干收获的微藻生物质以去除过多水分，
g.用低沸点溶剂，使用用于加热所述索氏装置的收集容器的太阳能抛物面集中器提取非极性脂质，
h.使用用于加热所述索氏装置的收集容器的太阳能抛物面集中器蒸馏所述低沸点溶剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述方法在70至130℃下和适宜日照时数最低为5的情况下运行超过3天，总运行时间18小时。
9.根据权利要求7所述的方法，其中在实验期间，平均辐照量、平均环境温度和平均风速分别是665W/m2、28.9℃和0.6m/s。
10.根据权利要求7所述的方法，其中步骤(g)中使用的低沸点溶剂选自正己烷、甲苯、二氯甲烷、甲醇、丙酮、氯仿、环己烷、生物柴油、或化石柴油的低沸点馏分或其组合。
11.根据权利要求7所述的方法，其中溶剂回收效率范围为85-95％。
12.根据权利要求7所述的方法，其中蒸馏效率范围为95-99％。
13.根据权利要求7所述的方法，其中用于进行所述方法的阈值太阳辐照量是550W/m2。
14.根据权利要求7所述的方法，其中所述太阳能过程是连续的和可规模化的。
15.根据权利要求7所述的方法，其中用于溶剂回收过程的任何已知的方法均可用于进一步提高效率。
16.根据权利要求7所述的方法，其中能量输出与输入比例从小于1/11的值提高至大于1的值。
17.根据权利要求7所述的方法，其中当光合成生长的微藻是用现有技术中已知的有效收获和干燥手段来利用时，所述方法是能量有效的。
18.根据权利要求7所述的方法，其中所述冷却操作通过使用太阳能PV板或通过使用太阳能吸收制冷系统运转一般的冷却装置来进行，或通过使环境水经由在PV板上运行的泵运转来进行。
19.根据权利要求7所述的方法，其中发现所述脂质回收与按照常规的索氏提取方法相同。
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