CN111808669B - 快速溶剂萃取提高微藻油脂萃取量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速溶剂萃取提高微藻油脂萃取量的方法，涉及生物萃取领域，包括如下步骤：(1)微藻预处理，(2)萃取，(3)分离提纯：将油脂溶液通过PVDF/聚硅烷复合过滤膜过滤，分离油脂和溶剂，然后将油脂液体置于玻璃瓶中，加热至20‑60oC，抽真空至‑0.1Mpa，脱除微量的杂质溶剂，分离得到微藻油脂；(4)利用分离得到的溶剂和萃取过的微藻重复萃取3‑8次。本发明可以高效环保低成本提取微藻中的油脂，提高了油脂萃取量。

Description

快速溶剂萃取提高微藻油脂萃取量的方法
技术领域
本发明涉及生物萃取，具体涉及一种快速溶剂萃取提高微藻油脂萃取量的方法。
背景技术
微藻，是指在显微镜下才能观察到形态的藻类，其种类繁多，目前全世界已知的微藻种类就有40多万种，其来源十分丰富。微藻细胞中存在大量的营养物质，包括蛋白质、脂肪酸、多糖、多肽、天然色素、维生素等，被广泛应用在生物、医药、新能源、水产养殖、化妆品等领域，对人类发展具有重大意义。其中微藻中的油脂含量较高，而油脂经过处理后可以用在生物能源，替换品质较差的地沟油，油脂中的不饱和脂肪酸还可以用在生物医药领域，具有改善记忆力、提高视力、抑制动脉硬化、抗肿瘤等一系列对人体有益的功能，因此，从微藻中高效的提取油脂的技术非常关键。
微藻细胞体积小，细胞壁非常厚实，采用常规的方法提取细胞内的油脂非常困难，效率极低。
CN201210061135.X公开了一种用超临界CO2等压变温技术萃取微藻油脂的方法，先将干燥的微藻除杂，粉碎、研磨后过筛得微藻干粉；将粉碎后的微藻干粉和超临界CO2分别装入或注入萃取釜，使萃取釜内的压力保持在12~25MPa；釜内萃取温度保持在34~42℃，萃取时间为150~180min；萃取完毕后，将携带溶质的超临界CO2先后经过两级分离器等压升温并收集从两级分离器釜底析出的微藻油脂萃取物。本发明用超临界CO2等压变温技术萃取微藻油脂的方法的优点在于油脂收率高，萃取过程不会发生氧化，也不会发生热裂解，毛油产品质量优良。全过程不需要用有机溶剂，因此萃取物无残留溶剂，同时防止了萃取过程对人体的毒害和环境的污染。
CN201910950963.0公开了一种富油湿微藻油脂萃取与酶催化组合制备生物柴油的方法，直接以富含油脂的鲜湿微藻为原料，无需湿藻干燥脱水、细胞破壁及油脂提取等前处理过程，以固定化脂肪酶为生物催化剂，加水活化后与萃取反应剂悬浮的富油湿微藻混合，转化获得生物柴油。本发明的方法具有工艺路线简单、微藻油脂提取效率高、催化剂活性及稳定性好、可以多次循环使用、成本较为低廉、生物柴油得率高等优点，具有良好的经济、生态和社会效益。
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现有技术从微藻中提取油脂的一般要先经过破壁、微波消解、超声波破碎及酶解等处理，然后利用索氏萃取法、有机溶剂法、酸热法等方法进行提取，虽然简便易行，但是萃取效率低、试剂毒性大，超声波的局部高温会导致部分营养物质变性，酶的价格高，也有采用超临界二氧化碳进行萃取，但是成本高。因此，寻找一种高效环保低成本的油脂提取方法显得尤为重要。
发明内容
本发明提供一种快速溶剂萃取提高微藻油脂萃取量的方法，可以高效环保低成本的提取微藻中的油脂，提高油脂萃取量。
一种快速溶剂萃取提高微藻油脂萃取量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)微藻预处理：将微藻除去杂质，用波长为1-5μm，辐射功率为910-1240W的中短波红外辐照，辐射距离为7-11cm，温度为65-75℃，辐照时间为1-2h，得到干燥微藻，然后将干燥微藻用高速破碎机破碎成粒径为100-200目的微藻干粉，备用；
(2)萃取：将250kg微藻干粉加入到密闭反应釜中，用氮气置换掉内部空气，然后通入250-500L萃取溶剂，加压至10-20Mpa，升温至50-170oC，静置萃取5-20min，降温至常温，得到油脂溶液；
(3)分离提纯：将油脂溶液在2.4-3.2Mpa压力下通过PVDF/聚硅烷复合过滤膜过滤，分离油脂和溶剂，然后将油脂液体置于玻璃瓶中，加热至40-60oC，抽真空至-0.1Mpa,脱除微量的杂质溶剂，分离得到微藻油脂；
(4)利用分离得到的溶剂和萃取过的微藻重复萃取3-8次。
优选地，步骤(1)所述的微藻为绿球藻、小球藻、雨生红藻、单针藻、栅藻、油球藻、富油湿微藻中一种或几种的组合物；
优选地，步骤(2)所述的萃取溶剂为乙醚、二氯甲烷、丙酮、甲醇、石油醚、1,1,1,3,3-五氟丙烷、氯乙烯、戊烷、正丁烷、甲醇-苯(质量比为39:41)、乙醇-乙酸乙酯(质量比为70:30)、乙醇-氯仿(质量比为7:93)、氯仿-丙酮(质量比为80:20)中一种或几种的组合物；优选地，萃取溶剂为甲醇-苯(质量比为39:41)、乙醇-乙酸乙酯(质量比为70:30)、乙醇-氯仿(质量比为7:93)、氯仿-丙酮(质量比为80:20)中一种或几种的组合物；
优选地，所述PVDF/聚硅烷复合过滤膜的制备方法为：
将5kg的PVDF颗粒在70-90oC下干燥5h，去除水分，加入到反应釜中，加入30kg的磷酸三乙酯，加热到75oC，200r/min搅拌24h，充分溶解，抽真空至-0.1Mpa，脱除气泡，然后将溶液流延到聚酯无纺布上，流延厚度为20μm，然后将得到流延膜在20oC的去离子水中浸泡48h，每隔4h换一次水，然后在乙醇水溶液中浸泡，室温下晾干，得到多孔底膜；
将5kg的聚二甲基硅氧烷、30kg正庚烷、0.35kg改性纳米填料、0.35kg分散剂在反应釜中混合均匀，3000r/min分散1h，然后将0.15kg正硅酸乙酯、0.10kg催化剂加入其中，200r/min搅拌反应2-4h，停止反应，将聚二甲基硅氧烷反应液流延到多孔底膜上，厚度为30μm，挥发溶剂12h后将复合膜置于95oC的烘箱中，固化48h，得到一种PVDF/聚硅烷复合过滤膜。
进一步的，改性纳米填料的制备方法为：
按照质量份数，将20-30份的改性纳米填料和300-400份的水投入到反应釜中，控温65-85℃，加入2.2.-5.3份的乙烯基二甲基硅烷；混合均匀后，将20-40份的5%-10%的偶氮二异丁腈溶液缓慢加入到反应釜中，80-94℃下反应100-180min，然后加入0.7-4份的十五烯基丁二酸，0.003-0.02份的氯铂酸，70-85℃下反应60-120min，完成反应后终止反应，洗涤、过滤、干燥，得到一种改性纳米填料。
采用纳米填料表面的羟基与乙烯基二甲基硅烷反应，得到表面接枝乙烯基二甲基硅烷的纳米填料，然后与十五烯基丁二酸进行硅氢加成反应，将丁二酸官能团引入纳米填料的表面，有利于提高过滤膜与微藻油脂的相容性。
优选地，所述改性纳米填料为碳纳米管、石墨烯、纳米碳酸钙中一种或几种的组合物；
优选地，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸镁中一种或几种的组合物；
优选地，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡中一种或几种的组合物；
所述分离膜制备过程中部分反应机理示意如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、微藻提取用时短，效率高，在短时间内就可以提取较多的油脂，且萃取率比传统方法更高；
2、制备过程中试剂均全部回收，重复利用，成本低；
3、利用分离膜对油脂和溶剂进行分离，相比于传统的减压蒸馏方式，降低了能耗；
4、改性纳米填料丁二酸官能团引入纳米填料的表面，有利于提高过滤膜与微藻油脂的相容性，提高过滤效率。
附图说明
图1为实施例6所得PVDF/聚硅烷复合过滤膜的傅里叶红外光谱图。
在1157/508cm-1附近存在碳氟键的伸缩吸收峰，在2966cm-1附近存在碳氢键的伸缩吸收峰，说明PVDF参与了反应；在1023/804cm-1附近存在硅氧键的反对称伸缩/对称伸缩吸收峰，在650cm-1附近存在硅碳键的伸缩吸收峰，说明聚二甲基硅氧烷参与了反应；在1412/846cm-1附近存在碳酸根离子的反对称伸缩/面外弯曲吸收峰，说明纳米碳酸钙参与了反应；在1102cm-1附近存在酯碳氧单键的反对称伸缩吸收峰，在1730cm-1附近存在酯羰基的伸缩吸收峰，说明硬脂酸单甘油酯参与了反应。
具体实施方式
以下实施例中所用原料均为市售产品，所说的份均指重量份，实施例是对本发明的进一步说明，而非限制本发明的范围；
各性能测试方法如下：
1、油脂萃取质量，将和溶剂分离剩下的油脂进行称量，得到油脂萃取质量；
2、油脂萃取率，油脂萃取质量除以初始微藻干粉的质量，得到油脂萃取率；
3、油脂纯度，利用GC-MS进行测试。
实施例1
(1)微藻预处理：将富油湿微藻除去杂质，用波长为1μm，辐射功率为910W的中短波红外辐照，辐射距离为11cm，温度为65℃，辐照时间为1h，得到干燥微藻，然后将干燥微藻用高速破碎机破碎成粒径为100目的微藻干粉，备用；
(2)萃取：将250kg微藻干粉加入到密闭反应釜中，用氮气置换掉内部空气，然后通入250L乙醚，加压至10Mpa，升温至50oC，静置萃取20min，降温至常温，得到油脂溶液；
(3)分离提纯：将油脂溶液在2.4Mpa压力下通过PVDF/聚硅烷复合过滤膜过滤，分离油脂和溶剂，然后将油脂液体置于玻璃瓶中，加热至40oC，抽真空至-0.1Mpa,脱除微量的杂质溶剂，分离得到微藻油脂；
(4)利用分离得到的溶剂和萃取过的微藻重复萃取3次。
所述PVDF/聚硅烷复合过滤膜的制备方法为：
将5kg的PVDF颗粒在70oC下干燥5h，去除水分，加入到反应釜中，加入30kg的磷酸三乙酯，加热到75oC，200r/min搅拌24h，充分溶解，抽真空至-0.1Mpa，脱除气泡，然后将溶液流延到聚酯无纺布上，流延厚度为20μm，然后将得到流延膜在20oC的去离子水中浸泡48h，每隔4h换一次水，然后在乙醇水溶液中浸泡，室温下晾干，得到多孔底膜；将5kg的聚二甲基硅氧烷、30kg正庚烷、0.35kg碳纳米管、0.35kg十二烷基硫酸钠在反应釜中混合均匀，3000r/min分散1h，然后将0.15kg正硅酸乙酯、0.10kg二丁基二月桂酸锡加入其中，200r/min搅拌反应2h，停止反应，将聚二甲基硅氧烷反应液流延到多孔底膜上，厚度为30μm，挥发溶剂12h后将复合膜置于95oC的烘箱中，固化48h，得到一种PVDF/聚硅烷复合过滤膜。
将20kg的改性纳米填料和300kg的水投入到反应釜中，控温65℃，加入2.2kg的乙烯基二甲基硅烷；混合均匀后，将20kg的5%的偶氮二异丁腈溶液缓慢加入到反应釜中，80℃下反应100min，然后加入0.7kg的十五烯基丁二酸，0.003kg的氯铂酸，70℃下反应60min，完成反应后终止反应，洗涤、过滤、干燥，得到一种改性纳米填料。
所得油脂质量为75kg，萃取率为30%，纯度为99.1%。
实施例2
(1)微藻预处理：将小球藻除去杂质，用波长为1.6μm，辐射功率为996W的中短波红外辐照，辐射距离为10.4cm，温度为67.2℃，辐照时间为1.1h，得到干燥微藻，然后将干燥微藻用高速破碎机破碎成粒径为116目的微藻干粉，备用；
(2)萃取：将250kg微藻干粉加入到密闭反应釜中，用氮气置换掉内部空气，然后通入275L甲醇，加压至11.8Mpa，升温至81.2oC，静置萃取16.1min，降温至常温，得到油脂溶液；
(3)分离提纯：将油脂溶液在2.6Mpa压力下通过PVDF/聚硅烷复合过滤膜过滤，分离油脂和溶剂，然后将油脂液体置于玻璃瓶中，加热至42.4oC，抽真空至-0.1Mpa,脱除微量的杂质溶剂，分离得到微藻油脂；
(4)利用分离得到的溶剂和萃取过的微藻重复萃取4次。
所述PVDF/聚硅烷复合过滤膜的制备方法为：
将5kg的PVDF颗粒在74oC下干燥5h，去除水分，加入到反应釜中，加入30kg的磷酸三乙酯，加热到75oC，200r/min搅拌24h，充分溶解，抽真空至-0.1Mpa，脱除气泡，然后将溶液流延到聚酯无纺布上，流延厚度为20μm，然后将得到流延膜在20oC的去离子水中浸泡48h，每隔4h换一次水，然后在乙醇水溶液中浸泡，室温下晾干，得到多孔底膜；将5kg的聚二甲基硅氧烷、30kg正庚烷、0.35kg石墨烯、0.35kg十二烷基苯磺酸钠在反应釜中混合均匀，3000r/min分散1h，然后将0.15kg正硅酸乙酯、0.10kg辛酸亚锡加入其中，200r/min搅拌反应2.5h，停止反应，将聚二甲基硅氧烷反应液流延到多孔底膜上，厚度为30μm，挥发溶剂12h后将复合膜置于95oC的烘箱中，固化48h，得到一种PVDF/聚硅烷复合过滤膜。
将22kg的改性纳米填料和330kg的水投入到反应釜中，控温67℃，加入2.5kg的乙烯基二甲基硅烷；混合均匀后，将24kg的6%的偶氮二异丁腈溶液缓慢加入到反应釜中，82℃下反应120min，然后加入1kg的十五烯基丁二酸，0.005kg的氯铂酸，73℃下反应80min，完成反应后终止反应，洗涤、过滤、干燥，得到一种改性纳米填料。
所得油脂质量为77.5kg，萃取率为31%，纯度为99.2%。
实施例3
(1)微藻预处理：将雨生红藻除去杂质，用波长为2.1μm，辐射功率为1075W的中短波红外辐照，辐射距离为9.3cm，温度为68.4℃，辐照时间为1.3h，得到干燥微藻，然后将干燥微藻用高速破碎机破碎成粒径为144目的微藻干粉，备用；
(2)萃取：将250kg微藻干粉加入到密闭反应釜中，用氮气置换掉内部空气，然后通入310L丙酮，加压至13Mpa，升温至110oC，静置萃取13.1min，降温至常温，得到油脂溶液；
(3)分离提纯：将油脂溶液在2.8Mpa压力下通过PVDF/聚硅烷复合过滤膜过滤，分离油脂和溶剂，然后将油脂液体置于玻璃瓶中，加热至45.2oC，抽真空至-0.1Mpa,脱除微量的杂质溶剂，分离得到微藻油脂；
(4)利用分离得到的溶剂和萃取过的微藻重复萃取5次。
所述PVDF/聚硅烷复合过滤膜的制备方法为：
将5kg的PVDF颗粒在76.8oC下干燥5h，去除水分，加入到反应釜中，加入30kg的磷酸三乙酯，加热到75oC，200r/min搅拌24h，充分溶解，抽真空至-0.1Mpa，脱除气泡，然后将溶液流延到聚酯无纺布上，流延厚度为20μm，然后将得到流延膜在20oC的去离子水中浸泡48h，每隔4h换一次水，然后在乙醇水溶液中浸泡，室温下晾干，得到多孔底膜；将5kg的聚二甲基硅氧烷、30kg正庚烷、0.35kg纳米碳酸钙、0.35kg硬脂酸单甘油酯在反应釜中混合均匀，3000r/min分散1h，然后将0.15kg正硅酸乙酯、0.10kg二(十二烷基硫)二丁基锡加入其中，200r/min搅拌反应2.9h，停止反应，将聚二甲基硅氧烷反应液流延到多孔底膜上，厚度为30μm，挥发溶剂12h后将复合膜置于95oC的烘箱中，固化48h，得到一种PVDF/聚硅烷复合过滤膜。
将26kg的改性纳米填料和350kg的水投入到反应釜中，控温69℃，加入2.9kg的乙烯基二甲基硅烷；混合均匀后，将28kg的7%的偶氮二异丁腈溶液缓慢加入到反应釜中，88℃下反应180min，然后加入2kg的十五烯基丁二酸，0.008kg的氯铂酸，78℃下反应90min，完成反应后终止反应，洗涤、过滤、干燥，得到一种改性纳米填料。
所得油脂质量为83kg，萃取率为33.2%，纯度为99.2%。
实施例4
(1)微藻预处理：将单针藻除去杂质，用波长为2.5μm，辐射功率为1108W的中短波红外辐照，辐射距离为8.3cm，温度为70℃，辐照时间为1.4h，得到干燥微藻，然后将干燥微藻用高速破碎机破碎成粒径为162目的微藻干粉，备用；
(2)萃取：将250kg微藻干粉加入到密闭反应釜中，用氮气置换掉内部空气，然后通入380L甲醇-苯(质量比为39:41)，加压至14.8Mpa，升温至143.6oC，静置萃取11.3min，降温至常温，得到油脂溶液；
(3)分离提纯：将油脂溶液在3Mpa压力下通过PVDF/聚硅烷复合过滤膜过滤，分离油脂和溶剂，然后将油脂液体置于玻璃瓶中，加热至50.8oC，抽真空至-0.1Mpa,脱除微量的杂质溶剂，分离得到微藻油脂；
(4)利用分离得到的溶剂和萃取过的微藻重复萃取6次。
所述PVDF/聚硅烷复合过滤膜的制备方法为：
将5kg的PVDF颗粒在82.4oC下干燥5h，去除水分，加入到反应釜中，加入30kg的磷酸三乙酯，加热到75oC，200r/min搅拌24h，充分溶解，抽真空至-0.1Mpa，脱除气泡，然后将溶液流延到聚酯无纺布上，流延厚度为20μm，然后将得到流延膜在20oC的去离子水中浸泡48h，每隔4h换一次水，然后在乙醇水溶液中浸泡，室温下晾干，得到多孔底膜；将5kg的聚二甲基硅氧烷、30kg正庚烷、0.35kg碳纳米管、0.35kg硬脂酸镁在反应釜中混合均匀，3000r/min分散1h，然后将0.15kg正硅酸乙酯、0.10kg二醋酸二丁基锡加入其中，200r/min搅拌反应3.2h，停止反应，将聚二甲基硅氧烷反应液流延到多孔底膜上，厚度为30μm，挥发溶剂12h后将复合膜置于95oC的烘箱中，固化48h，得到一种PVDF/聚硅烷复合过滤膜。
将27kg的改性纳米填料和370kg的水投入到反应釜中，控温70℃，加入3kg的乙烯基二甲基硅烷；混合均匀后，将31kg的8%的偶氮二异丁腈溶液缓慢加入到反应釜中，90℃下反应170min，然后加入3.2kg的十五烯基丁二酸，0.01kg的氯铂酸，80℃下反应95min，完成反应后终止反应，洗涤、过滤、干燥，得到一种改性纳米填料。
所得油脂质量为90kg，萃取率为36%，纯度为99.3%。
实施例5
(1)微藻预处理：将栅藻除去杂质，用波长为3.1μm，辐射功率为1154W的中短波红外辐照，辐射距离为7.2cm，温度为72℃，辐照时间为1.6h，得到干燥微藻，然后将干燥微藻用高速破碎机破碎成粒径为172目的微藻干粉，备用；
(2)萃取：将250kg微藻干粉加入到密闭反应釜中，用氮气置换掉内部空气，然后通入420L乙醇-乙酸乙酯(质量比为70:30)，加压至16.4Mpa，升温至177.2oC，静置萃取9.2min，降温至常温，得到油脂溶液；
(3)分离提纯：将油脂溶液在3.1Mpa压力下通过PVDF/聚硅烷复合过滤膜过滤，分离油脂和溶剂，然后将油脂液体置于玻璃瓶中，加热至55.2oC，抽真空至-0.1Mpa,脱除微量的杂质溶剂，分离得到微藻油脂；
(4)利用分离得到的溶剂和萃取过的微藻重复萃取7次。
所述PVDF/聚硅烷复合过滤膜的制备方法为：
将5kg的PVDF颗粒在85.6oC下干燥5h，去除水分，加入到反应釜中，加入30kg的磷酸三乙酯，加热到75oC，200r/min搅拌24h，充分溶解，抽真空至-0.1Mpa，脱除气泡，然后将溶液流延到聚酯无纺布上，流延厚度为20μm，然后将得到流延膜在20oC的去离子水中浸泡48h，每隔4h换一次水，然后在乙醇水溶液中浸泡，室温下晾干，得到多孔底膜；将5kg的聚二甲基硅氧烷、30kg正庚烷、0.35kg石墨烯、0.35kg十二烷基苯磺酸钠在反应釜中混合均匀，3000r/min分散1h，然后将0.15kg正硅酸乙酯、0.10kg辛酸亚锡加入其中，200r/min搅拌反应3.4h，停止反应，将聚二甲基硅氧烷反应液流延到多孔底膜上，厚度为30μm，挥发溶剂12h后将复合膜置于95oC的烘箱中，固化48h，得到一种PVDF/聚硅烷复合过滤膜。
将28kg的改性纳米填料和380kg的水投入到反应釜中，控温76℃，加入5kg的乙烯基二甲基硅烷；混合均匀后，将38kg的9%的偶氮二异丁腈溶液缓慢加入到反应釜中，90℃下反应170min，然后加入3.8kg的十五烯基丁二酸，0.017kg的氯铂酸，80℃下反应100min，完成反应后终止反应，洗涤、过滤、干燥，得到一种改性纳米填料。
所得油脂质量为95kg，萃取率为38%，纯度为99.5%。
实施例6
(1)微藻预处理：将油球藻除去杂质，用波长为5μm，辐射功率为1240W的中短波红外辐照，辐射距离为7cm，温度为75℃，辐照时间为2h，得到干燥微藻，然后将干燥微藻用高速破碎机破碎成粒径为200目的微藻干粉，备用；
(2)萃取：将250kg微藻干粉加入到密闭反应釜中，用氮气置换掉内部空气，然后通入500L氯仿-丙酮(质量比为80:20)，加压至20Mpa，升温至170oC，静置萃取5min，降温至常温，得到油脂溶液；
(3)分离提纯：将油脂溶液在3.2Mpa压力下通过PVDF/聚硅烷复合过滤膜过滤，分离油脂和溶剂，然后将油脂液体置于玻璃瓶中，加热至60oC，抽真空至-0.1Mpa,脱除微量的杂质溶剂，分离得到微藻油脂；
(4)利用分离得到的溶剂和萃取过的微藻重复萃取8次。
所述PVDF/聚硅烷复合过滤膜的制备方法为：
将5kg的PVDF颗粒在90oC下干燥5h，去除水分，加入到反应釜中，加入30kg的磷酸三乙酯，加热到75oC，200r/min搅拌24h，充分溶解，抽真空至-0.1Mpa，脱除气泡，然后将溶液流延到聚酯无纺布上，流延厚度为20μm，然后将得到流延膜在20oC的去离子水中浸泡48h，每隔4h换一次水，然后在乙醇水溶液中浸泡，室温下晾干，得到多孔底膜；将5kg的聚二甲基硅氧烷、30kg正庚烷、0.35kg纳米碳酸钙、0.35kg硬脂酸单甘油酯在反应釜中混合均匀，3000r/min分散1h，然后将0.15kg正硅酸乙酯、0.10kg二丁基二月桂酸锡加入其中，200r/min搅拌反应4h，停止反应，将聚二甲基硅氧烷反应液流延到多孔底膜上，厚度为30μm，挥发溶剂12h后将复合膜置于95oC的烘箱中，固化48h，得到一种PVDF/聚硅烷复合过滤膜。
将30kg的改性纳米填料和400kg的水投入到反应釜中，控温85℃，加入5.3kg的乙烯基二甲基硅烷；混合均匀后，将40kg的10%的偶氮二异丁腈溶液缓慢加入到反应釜中，94℃下反应180min，然后加入4kg的十五烯基丁二酸，0.02kg的氯铂酸，85℃下反应120min，完成反应后终止反应，洗涤、过滤、干燥，得到一种改性纳米填料。
所得油脂质量为100kg，萃取率为40%，纯度为99.9%。
对比例1
相对于实施例1，采用传统的索氏萃取法，萃取温度为40oC，萃取时间为24h,萃取率为20%，纯度为97.5%。
对比例2
相对于实施例1，采用减压蒸馏对溶剂进行分离，减压蒸馏条件为70oC，抽真空至-0.1Mpa，蒸馏12h，萃取率为28.7%，纯度为97.6%。
对比例3
相对于实施例1，所述PVDF/聚硅烷复合过滤膜制备过程中未加入改性纳米填料，萃取率为30%，纯度为95.1%。

Claims (8)

1.一种快速溶剂萃取提高微藻油脂萃取量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)微藻预处理：将微藻除去杂质，用波长为1-5μm，辐射功率为910-1240W的中短波红外辐照，辐射距离为7-11cm，温度为65-75℃，辐照时间为1-2h，得到干燥微藻，然后将干燥微藻用高速破碎机破碎成粒径为100-200目的微藻干粉，备用；
(2)萃取：将250kg微藻干粉加入到密闭反应釜中，用氮气置换掉内部空气，然后通入250-500L萃取溶剂，加压至10-20Mpa，升温至50-170oC，静置萃取5-20min，降温至常温，得到油脂溶液；
(3)分离提纯：将油脂溶液在2.4-3.2Mpa压力下通过PVDF/聚硅烷复合过滤膜过滤，分离油脂和溶剂，然后将油脂液体置于玻璃瓶中，加热至40-60oC，抽真空至-0.1Mpa，脱除微量的杂质溶剂，分离得到微藻油脂；
(4)利用分离得到的溶剂和萃取过的微藻重复萃取3-8次；
所述PVDF/聚硅烷复合过滤膜的制备方法为：
将5kg的PVDF颗粒在70-90oC下干燥5h，去除水分，加入到反应釜中，加入30kg的磷酸三乙酯，加热到75oC，200r/min搅拌24h，充分溶解，抽真空至-0.1Mpa，脱除气泡，然后将溶液流延到聚酯无纺布上，流延厚度为20μm，然后将得到流延膜在20oC的去离子水中浸泡48h，每隔4h换一次水，然后在乙醇水溶液中浸泡，室温下晾干，得到多孔底膜；将5kg的聚二甲基硅氧烷、30kg正庚烷、0.35kg改性纳米填料、0.35kg分散剂在反应釜中混合均匀，3000r/min分散1h，然后将0.15kg正硅酸乙酯、0.10kg催化剂加入其中，200r/min搅拌反应2-4h，停止反应，将聚二甲基硅氧烷反应液流延到多孔底膜上，厚度为30μm，挥发溶剂12h后将复合膜置于95oC的烘箱中，固化48h，得到一种PVDF/聚硅烷复合过滤膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的微藻为绿球藻、小球藻、雨生红藻、单针藻、栅藻、油球藻、富油湿微藻中一种或几种的组合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的萃取溶剂为乙醚、二氯甲烷、丙酮、甲醇、石油醚、1，1，1，3，3-五氟丙烷、氯乙烯、戊烷、正丁烷、甲醇-苯,质量比为39:41、乙醇-乙酸乙酯，质量比为70:30、乙醇-氯仿，质量比为7:93、氯仿-丙酮，质量比为80:20中一种或几种的组合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的萃取溶剂为甲醇-苯，质量比为39:41、乙醇-乙酸乙酯，质量比为70:30、乙醇-氯仿，质量比为7:93、氯仿-丙酮，质量比为80:20中一种或几种的组合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性纳米填料为碳纳米管、石墨烯、纳米碳酸钙中一种或几种的组合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸镁中一种或几种的组合物。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡中一种或几种的组合物。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性纳米填料的制备方法为：
按照质量份数，将20-30份的改性纳米填料和300-400份的水投入到反应釜中，控温65-85℃，加入2.2-5.3份的乙烯基二甲基硅烷；混合均匀后，将20-40份的5%-10%的偶氮二异丁腈溶液缓慢加入到反应釜中，80-94℃下反应100-180min，然后加入0.7-4份的十五烯基丁二酸，0.003-0.02份的氯铂酸，70-85℃下反应60-120min，完成反应后终止反应，洗涤、过滤、干燥，得到一种改性纳米填料。
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