Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von extrazellulären Lipiden aus Mikroalgen.
DE 10 2014 005 372
Erfinder:
Angebote:
Kooperation, Lizensierung, weltweit
- Verfahren zur Abtrennung von extrazellulären Lipiden aus Algen durch Extrahieren der Lipide aus wässrigen Algensuspensionen (4) während der Kultivierung der Algen unter Verwendung von mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln (8), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Überführung eines Teils der Algensuspension (4) aus einer Kultivierungssäule (2) mit der Algenkultur (4) in eine räumlich von der Kultivierungssäule (2) getrennte Extraktionssäule (3), b) Inkontaktbringen dieses Teils der Algensuspension (4) als Algenkulturtropfen (4b) mit dem Lösungsmittel (8), welches in der Extraktionssäule (3) vorliegt, wobei die Algenkulturtropfen (4b) das Lösungsmittel (8) unter Abgabe der extrazellulären Lipide in das Lösungsmittel (8) durchwandern, c) Entnahme des mit Lipid angereicherten Lösungsmittels (8) aus der Extraktionssäule (3) und d) Entfernen des Lösungsmittels (8), vorzugsweise durch Abdampfen, wobei das Lipid zurückbleibt.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel (8) mit Wasser nicht mischbare Kohlenwasserstoffe mit einer Dichte von < 1, insbesondere n-Hexan, eingesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Algenrohstoff Mikroalgen eingesetzt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das entfernte Lösungsmittel (8) wiedergewonnen und erneut in die Extraktionssäule (3) eingebracht wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel (8) durch Abdampfen entfernt und durch Kondensation wiedergewonnen und anschließend erneut in die Extraktionssäule (3) eingebracht wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Algensuspension (4) nach Extraktion der Lipide wieder der Kultivierungssäule (2) zugeführt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtrennung extrazellulärer Lipide aus Algensuspensionen (4) während der Kultivierung erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktzeit der Algenkultur (4) mit dem Lösungsmittel (8) über Pumpen (16) gesteuert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die extrahierten Lipide durch Veresterung zu Biodiesel und/oder durch Cracken zu anderen Kraftstoffen weiterverarbeitet werden.
- Vorrichtung (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend ein Kultivierungssystem (2) und eine Extraktionssäule (3), die räumlich voneinander getrennt sind und die einerseits über einen Bypass (7) zur Überführung einer Algensuspension (4) vom Kultivierungssytem (2) in die Extraktionssäule (3) und andererseits über eine Verbindungsleitung (10), über die extrahierte Kultursuspension (4a) aus der Extraktionssäule (3) in das Kultivierungssystem (2) gelangen kann, miteinander verbunden sind, wobei das Kultivierungssystem eine Zuluftleitung (5) und eine Abluftleitung (6) aufweist und an der Extraktionssäule (3) ein Lösungsmittelablauf (13) vorgesehen ist, der sich oberhalb des Bodens (9) der Extraktionssäule (2) befindet und von diesem derart beabstandet ist, dass sich unterhalb des Lösungsmittelablaufs (13) und oberhalb des Bodens (9) eine Phasengrenzschicht (12) zwischen dem Lösungsmittel (8) und der extrahierten wässrigen Kultursuspension (4a) ausbilden kann
weitere Informationen
Hintergrund
[patent_img=null img_id=741 with_caption=true with_title=false float=left][/patent_img]Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von extrazellulären Lipiden aus Algen durch Extrahieren der Lipide aus wässrigen Algensuspensionen (4) während der Kultivierung der Algen unter Verwendung von mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln (8), umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
a) Überführung eines Teils der Algensuspension (4) aus einer Kultivierungssäule (2) mit der Algenkultur (4) in eine räumlich von der Kultivierungssäule (2) getrennte Extraktionssäule (3),
b) Inkontaktbringen dieses Teils der Algensuspension (4) als Algenkulturtropfen (4b) mit dem Lösungsmittel (8), welches in der Extraktionssäule (3) vorliegt, wobei die Algenkulturtropfen (4b) das Lösungsmittel (8) unter Abgabe der extrazellulären Lipide in das Lösungsmittel (8) durchwandern,
c) Entnahme des mit Lipid angereicherten Lösungsmittels (8) aus der Extraktionssäule (3) und
d) Entfernen des Lösungsmittels (8), vorzugsweise durch Abdampfen, wobei das Lipid zurückbleibt.
In einem In-Situ-Extraktionssystem erfolgt dabei eine kontinuierliche Abtrennung von extrazellulären Lipiden aus Mikroalgen mittels Lösungsmittelextraktion während der Kultivierung. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
a) Überführung eines Teils der Algensuspension (4) aus einer Kultivierungssäule (2) mit der Algenkultur (4) in eine räumlich von der Kultivierungssäule (2) getrennte Extraktionssäule (3),
b) Inkontaktbringen dieses Teils der Algensuspension (4) als Algenkulturtropfen (4b) mit dem Lösungsmittel (8), welches in der Extraktionssäule (3) vorliegt, wobei die Algenkulturtropfen (4b) das Lösungsmittel (8) unter Abgabe der extrazellulären Lipide in das Lösungsmittel (8) durchwandern,
c) Entnahme des mit Lipid angereicherten Lösungsmittels (8) aus der Extraktionssäule (3) und
d) Entfernen des Lösungsmittels (8), vorzugsweise durch Abdampfen, wobei das Lipid zurückbleibt.
In einem In-Situ-Extraktionssystem erfolgt dabei eine kontinuierliche Abtrennung von extrazellulären Lipiden aus Mikroalgen mittels Lösungsmittelextraktion während der Kultivierung. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Marktpotential
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein energiesparendes und kostengünstiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung für die Gewinnung von wertvollen Stoffen, wie Lipiden, Proteinen und Kohlenhydraten, unter Nutzung von Mikroalgen bereitzustellen, bei denen die Mikroalgenzellen effektiv eingesetzt werden.