[发明专利]用超临界CO2等温变压技术萃取微藻油脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微藻脂肪酸油脂提取、特别是一种用超临界CO₂等温变压技术萃取微藻油脂的方法。

背景技术

随着全球经济发展和人口增长，油脂与人类的关系越来越密切，无论是作为生物柴油的原料还是加工成为保健食品，油脂都具有至关重要的作用。目前，油脂的主要来源仍然是植物以及动物脂肪，但是这种传统的油脂来源已经不能完全满足人们食用、工业等生活中的各种需求。然而许多微藻含油脂量极高，据保守估计，每年每公顷微藻可生产30000～50000L油脂，而富油植物，如棕榈和麻风树等，每年每公顷的油脂产量仅为1300～2400L。

微藻是具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长快、周期短等特点，通过提供光照、CO₂、营养液、水体等简单基本的条件，就可以达到快速扩增繁殖的效果，特别是通过调控培养的微藻可以达到较高含量的油脂。在理想的生长条件或有利的环境下，产油微藻仅仅产生少量的甘油三酯(油脂的主要成分)。当产油微藻处在由化学或者物理环境刺激造成的不利条件下的时候，就会大量合成甘油三酯，同时伴随着油脂和脂肪酸组分的显著改变。大多数微藻的油脂组成主要为甘油三酯和C₁₄～C₂₂的长链脂肪酸，其中脂肪酸以C₁₆与C₁₈系脂肪酸为主。微藻个体微小，细胞壁大多厚实，油脂萃取操作过程费时费力，而且需要耗用大量有机萃取剂。因而，研究萃取微藻油脂的技术方法具有重要实际意义，越来越受到国内外学者的广泛关注。目前，国内外微藻油脂的提取方法各异，提取效果良莠不齐，如使用有机溶剂萃取方法萃取微藻油脂，存在有溶剂残留问题。

超临界CO₂流体萃取工艺是目前国内外分离研究开发的新一代分离技术，所得产品无有机污染、能较好地保留热敏性成分，产品纯度高、收率高、特别适用提取天然动植物中的有效成分，是当今“绿色保健”工程中的重要生产工艺之一。超临界CO₂是应用最广的超临界流体，纯CO₂的临界压力为7.39MPa，临界温度为31.06℃，处于临界压力和临界温度以上状态的CO₂被称为超临界CO₂。超临界CO₂的分子力很小，类似于气体；而密度却很大，接近于液体，是一种气液不分的状态。超临界CO₂具有良好的传质特性，溶质溶解速率比液体快得多，对固体物质的溶解和携带能力比气体大得多。在临界点附近，压力和温度的微小变化也会引起某些物质在CO₂中溶解能力的极大变化。

超临界CO₂等温变压萃取技术正是利用其特殊的传递属性，而达到对物质进行分离的目的。通常当物质溶于超临界流体(SCF)后，保持系统温度不变，降低系统压力，会使溶质的溶解度明显降低，从而将溶质与溶剂分离。与传统的溶剂萃取相比，超临界流体萃取(SFE)具有纯度高，收率大，产品质量优良，后续工艺处理简单的特点。与常规蒸馏法分离技术相比，SFE具有整套工艺简洁、操作简单、无溶剂残留和相应的后处理要求、节能、环保等优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有微藻油脂提取技术的缺陷，提供一种提高脂肪酸油脂的产率、产品质量优良，油脂纯度高的用超临界CO₂等温变压技术萃取微藻油脂的方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：其工艺步骤如下：

(1)原料预处理：将干燥的微藻除杂后，粉碎、研磨，过150～250目筛，筛下物为微藻干粉；

(2)填装：将粉碎后的微藻干粉装入萃取釜中；

(3)萃取：将超临界CO₂注入萃取釜中，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；

(4)分离：萃取完毕后，携带溶质的超临界CO₂先后经过一级分离器等温降压到8～15MPa，二级分离器等温降压到6～7MPa，收集从一、二级分离器釜底析出的脂肪酸油脂萃取物。

步骤(1)所述的微藻干粉颗粒度优选值为200目。

步骤(2)所述的萃取釜填装系数为80～85％。

步骤(3)所述的萃取优选值为：压力20MPa，温度36℃，时间180min。

步骤(4)所述的分离的优选值为：一级分离器等温降压到10MPa，二级分离器等温降压到6MPa。