RU2555554C1 - Способ извлечения липидов из биомассы - Google Patents
Способ извлечения липидов из биомассы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555554C1 RU2555554C1 RU2014133194/10A RU2014133194A RU2555554C1 RU 2555554 C1 RU2555554 C1 RU 2555554C1 RU 2014133194/10 A RU2014133194/10 A RU 2014133194/10A RU 2014133194 A RU2014133194 A RU 2014133194A RU 2555554 C1 RU2555554 C1 RU 2555554C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- biomass
- lipid fraction
- microalgae
- organic solvent
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки биомассы. Предложен способ извлечения липидов из биомассы. Способ включает разрушение клеточных оболочек микроводорослей Chlorella в вихревом электромагнитном поле ферромагнитными частицами с последующей экстракцией липидной фракции. Экстрагирование липидной фракции осуществляют в многоступенчатом экстракционном аппарате с закрученным потоком инертных тел, с использованием органического растворителя. Изобретение позволяет сократить время экстракции и увеличить выход липидной фракции из биомассы микроводорослей. 2 табл.
Description
Изобретение относится к способу переработки биомассы, точнее к извлечению из биомассы микроводоросли Clorella липидной фракции, которая может быть использована в нефтехимической и топливной промышленности для получения компонентов жидкого биодизельного топлива, являющегося альтернативной заменой товарному нефтяному дизельному топливу.
Известен способ извлечения липидной фракции (растительного масла) из растительной биомассы, заключающийся в прессовании семян масличных растений [Паронян В.Х. Технология жиров и жирозаменителей. - М.: ДеЛи принт, 2006. - 760 с. ]. Однако использование растительных масел для технических целей является нецелесообразным, так как они являются ценными продуктами питания. Кроме того, урожайность масличных культур сравнительно невелика, с одного гектара рапс можно получить, до 1190 л масла (сырья для производства биотоплива). Количество липидной фракции, которое могут дать некоторые виды водорослей, в том числе микроводоросли рода Chlorella, достигает 95000 л. Известен способ извлечения биологически активных веществ, который заключается в последовательной обработке биомассы Chlorella, позволяющий выделить из нее продукты липидной и белковой природы [Патент RU 2044770 C1, C12N 1/12, С12Р 21/00, A23J 3/20, A23K 1/00, 1992]. Указанный способ включает в себя предварительную обработку водоросли органическим растворителем, отделение комплекса, проведение ферментативного гидролиза обезжиренного остатка с последующим кипячением для дезактивации ферментов, отделение водной фазы, содержащей белковый гидролизат, и негидролизуемого остатка биомассы. Недостатком данного способа является отсутствие какого-либо метода разрушения плотной клеточной оболочки, препятствующей более глубокому извлечению липидной фракции, составляет не более 60%.
К основным способам разрушения клеточных стенок относят воздействие ультразвуковых колебаний, низких и высоких температур, осмотический шок, а также механическое разрушение клеток (растирание, измельчение, раздавливание, гомогенизация и др.). Механические и физические способы требуют большого расхода энергии [Патент RU 2256700 C1, C12N 1/12, A23K 1/00, A23J 3/20, С12Н 1/00 // (C12N 1/12, C12R 1:89), 2004]. Ни один из этих методов не обеспечивает разрушения оболочек всех клеток микроводорослей рода Chlorella, находящихся под воздействием, так как в отличие от других видов микроводорослей они обладают (при минимальных размерах) очень прочными клеточными оболочками.
Наиболее близким к заявляемому является способ извлечения липидов из биомассы. Разрушение клеточных оболочек осуществляют в вихревом электромагнитном поле ферромагнитными частицами, а экстрагирование липидной фракции проводят органическим растворителем с наложением импульсно-кавитационного воздействия [Патент RU 2388812 C1, C12N 1/12, С12Р 7/64, 22.09.2008].
Недостатками этого способа являются время воздействия в роторном импульсно-кавитационном аппарате является незначительным и составляет сотые доли секунды; происходит дополнительное разрушение клетки с образованием мелких частиц биомассы, что затрудняет дальнейшую фильтрацию (с образованием микроволокон, которые забивают поры ультрафильтра).
Задачей предлагаемого способа является разработка способа извлечения липидной фракции с более высоким выходом из биомассы микроводоросли Clorella, с целью использования ее в качестве компонента для получения биодизельного топлива.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе извлечения липидов из биомассы, предусматривающем разрушение клеточных оболочек микроводорослей Clorella в вихревом электромагнитном поле ферромагнитными частицами с последующей экстракцией липидной фракции, согласно изобретению, экстрагирование липидной фракции осуществляют в многоступенчатом экстракционном аппарате с закрученным потоком инертных тел, с использованием органического растворителя.
Биомассу микроводоросли Clorella подвергают физическому воздействию в аппарате вихревого слоя АВС-100 с доработками, создающем вращающееся электромагнитное поле с хаотически движущимися ферромагнитными частицами, воздействующими на сырье, в результате чего происходит разрушение клеточных оболочек, при этом степень дробления клеточных оболочек достигает 99,8% [Патент RU 2317142 C1, B01F 7/28, 2006]. В дальнейшем биомасса с раздробленными клеточными оболочками подвергается многократной экстракции органическим растворителем (нефрас-С 2-70/85, хлороформ, четыреххлорстый углерод) в аппаратах с закрученным потоком инертных тел. Жидкостной поток по входным тангенциальным патрубкам вводится в нижнюю часть аппарата (Патент SU 1586771 А1, B01J 19/18, 1988), где закручивается и подается в коническую часть аппарата, в котором находится закрученный слой инертных частиц. При вращении потока инерт образует плотный закрученный слой, в котором частицы инерта интенсивно механически взаимодействуют между собой и со стенками аппарата. Жидкостной поток с биомассой проходит через вращающийся слой инерта, в котором биомасса подвергается интенсивному многократному механическому воздействию, что способствует значительному увеличению коэффициента массоотдачи в жидкой фазе; постоянной деформации частицы биомассы, что приводит к дополнительной замене экстрагента у поверхности частиц, а также в «разломах» частицы; разделению экстрагированной липидной фракции от обезжиренной биомассы.
Способ получения сырья осуществляется следующим образом. В качестве сырья используют биомассу микроводоросли рода Clorella. Химический состав липидной фракции показал содержание следующих веществ: 50,02-56,20 мас. гликолипидов и фосфолипидов, 31,4-39,8 мас. диацилглицеролов, 1,7-6,4 мас. триацилглицеролов, 2,1-5,7 мас. свободных жирных кислот, 0,4-2,2 мас. углеводов и каротиноидов, остальное - неидентифицированные соединения. Кислоты, входящие в состав три- и диацилглицеролов, были переведены в форму, удобную для хроматографии. В соответствии с данными хроматографического анализа жирокислотный состав липидной фракции представлен, в основном, олеиновой, линоленовой, стеориновой и арахидоновой кислотами (табл. 1).
Таблица 1 | |
Содержание кислот в липидной фракции. | |
Название кислоты | Содержание, % |
Олеиновая кислота | 68,3 |
Стеариновая кислота | 3,2 |
Линолевая кислота | 25,1 |
Линоленовая кислота | 1,3 |
Арахидоновая кислота | 1,8 |
Прочие кислоты | 0,3 |
При достижении концентрации микроорганизмов 60-65 млн клеток в 1 мл, их отделяют от жидкой фазы и направляют в аппарат для дробления. После дробления клеточных оболочек сырье подвергается экстракции в трехступенчатом экстракторе. В качестве экстрагента используют органический растворитель (нефрас-С 2-70/85, хлороформ, четыреххлорстый углерод). Экстрагирующая способность применяемых органических растворителей разнообразна.
Использование многоступенчатого экстракционного аппарата с закрученным потоком инертных тел исследовано на примере трехступенчатой схемы, которая позволяет проводить непрерывный процесс с временем пребывания в экстракционных аппаратах биомассы не более 2 минут, активность экстрагирования увеличивается в сотни раз, что позволяет довести степень излечения до 98% (табл.2).
Таблица 2 | |||||
Экспериментальные данные выхода по ступеням экстракции липидной фракции с использованием различных органических растворителей | |||||
№ | Название | Масса, г | Выход по ступеням экстракции, % | ||
I ступень | II ступень | 1 III ступень | |||
1 | Биомасса микроводоросли Clorella vulgaris ИФР № С-111 | 100 | - | - | - |
Нефрас-С 2-70/85 | 300 | - | - | ||
2 | Липидная фракция | - | 60 | 90 | 98 |
Биомасса микроводоросли Clorella vulgaris ИФР № С-111 | 100 | - | - | - | |
Хлороформ | 300 | - | - | ||
Липидная фракция | - | 65 80 | 89 | ||
3 | Биомасса микроводоросли Clorella vulgaris ИФР № С-111 | 100 | - | - | - |
Четыреххлористый углерод | 300 | - | - | - | |
Липидная фракция | 55 | 82 | 87 |
После окончания экстрагирования разделяют экстракт и обезжиренную массу путем центрифугирования. Экстракт представляет собой смесь три- и диацилглицеролов в органическом растворителе. После отгонки органического растворителя липидная фракция поступает в реактор для проведения химического процесса получения компонентов биодизельного топлива. Обезжиренная биомасса содержит смесь остатков оболочек, клеточного белка и минеральных веществ, которые можно использовать в качестве белковой кормовой добавки.
Предлагаемый способ позволяет сократить время экстракции и увеличить выход липидной фракции из биомассы микроводорослей, что позволит получить сырье для альтернативного топлива из непищевого сырья.
Claims (1)
- Способ извлечения липидов из биомассы, предусматривающий разрушение клеточных оболочек микроводорослей Chlorella в вихревом электромагнитном поле ферромагнитными частицами с последующей экстракцией липидной фракции, отличающийся тем, что экстрагирование липидной фракции осуществляют в многоступенчатом экстракционном аппарате с закрученным потоком инертных тел, с использованием органического растворителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014133194/10A RU2555554C1 (ru) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | Способ извлечения липидов из биомассы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014133194/10A RU2555554C1 (ru) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | Способ извлечения липидов из биомассы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2555554C1 true RU2555554C1 (ru) | 2015-07-10 |
Family
ID=53538440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014133194/10A RU2555554C1 (ru) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | Способ извлечения липидов из биомассы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2555554C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617959C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-04-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ выделения липидов из биомассы микроводорослей рода chlorella |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1586771A1 (ru) * | 1988-05-23 | 1990-08-23 | Тамбовский институт химического машиностроения | Аппарат дл непрерывного диазотировани аминов |
RU2177356C2 (ru) * | 1995-10-19 | 2001-12-27 | Байер Аг | Многоступенчатый трехфазный экстрактор |
WO2010045392A1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-22 | Kai Bioenergy Corporation | Hydrodynamic extraction of oils from photosynthetic cultures |
RU2388812C1 (ru) * | 2008-09-22 | 2010-05-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН) | Способ извлечения липидов из биомассы |
-
2014
- 2014-08-12 RU RU2014133194/10A patent/RU2555554C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1586771A1 (ru) * | 1988-05-23 | 1990-08-23 | Тамбовский институт химического машиностроения | Аппарат дл непрерывного диазотировани аминов |
RU2177356C2 (ru) * | 1995-10-19 | 2001-12-27 | Байер Аг | Многоступенчатый трехфазный экстрактор |
RU2388812C1 (ru) * | 2008-09-22 | 2010-05-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН) | Способ извлечения липидов из биомассы |
WO2010045392A1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-22 | Kai Bioenergy Corporation | Hydrodynamic extraction of oils from photosynthetic cultures |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617959C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-04-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ выделения липидов из биомассы микроводорослей рода chlorella |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Munir et al. | Harvesting and processing of microalgae biomass fractions for biodiesel production (a review) | |
US8222437B2 (en) | Extraction of lipids from oleaginous material | |
US6166231A (en) | Two phase extraction of oil from biomass | |
MX2011000178A (es) | Proceso para la extraccion de acidos grasos de biomasa de algas. | |
KR102148333B1 (ko) | Dha의 에틸 에스테르로 미세 조류에 의해 생산되는 오일을 연속적으로 강화시키는 방법 | |
CN111406110B (zh) | 藻类多不饱和脂肪酸的制备 | |
KR20140002753A (ko) | 조류로부터 단백질의 추출 | |
KR20140014219A (ko) | 2 용매법에 의한 중성 지질의 추출 | |
KR20140020285A (ko) | 2 용매법에 의한 극성 지질의 추출 | |
EP2717716A1 (en) | Vegetable oil extraction | |
WO2015097290A1 (fr) | Procédé de fractionnement d'un tourteau d'oléagineux et applications de ce procédé | |
RU2555554C1 (ru) | Способ извлечения липидов из биомассы | |
RU2388812C1 (ru) | Способ извлечения липидов из биомассы | |
WO2016092828A1 (ja) | 藻類の破砕方法 | |
Bouallegue et al. | Pressure, temperature and processing time in enhancing Camelina sativa oil extraction by Instant Controlled Pressure-Drop (DIC) texturing pre-treatment | |
CN103421600A (zh) | 一种提取湿藻油脂的方法 | |
US20130337550A1 (en) | Process for the extraction of lipids | |
Mat Husin et al. | A review on pretreatment methods for lipid extraction from microalgae biomass | |
EP2765180A1 (en) | Process for separation of a mixture containing a microbial oil and a microbial substance | |
RU2625678C2 (ru) | Способ переработки маслосодержащего сырья | |
Schoepp et al. | Bulk solvent extraction of biomass slurries using a lipid trap | |
Hien et al. | OPTIMIZATION OF CULTURE CONDITIONS FOR SQUALENE PRODUCTION AND SQUALENE EXTRACTION METHOD OF Thraustochytrium sp. TN22. | |
RU2617959C1 (ru) | Способ выделения липидов из биомассы микроводорослей рода chlorella | |
Zainan et al. | Preliminary study on lipid extraction from Nannochloropsis salina using supercritical carbon dioxide method | |
KR102549752B1 (ko) | 미세조류에서 지질을 추출하는 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160813 |