Name: 상업에서 로서도으로 Alkenones의 분리와 바이오 디젤 생산을위한 실험 프로토콜 이소 크리 시스 속 해조 바이오 매스 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 10 s
Description: 학습하세요 Isochrysis 미세조류로 바이오디젤 생산 및 알케논 공동 분리 방법을. Soxhlet 추출과 트랜스에스터화를 활용하여 90% 이상 수율의 바이오디젤과 고부가가치 알케논을 동시에 얻는 지속가능한 재생에너지 기술입니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

이 작품은 국립 과학 재단 (National Science Foundation) (CHE-1151492)에 의해 지원되었다, 노스 웨스트 고급 재생 에너지 얼라이언스 (J. 윌슨 - 펠티어에 교제), 및 WHOI의 친구의 개인 기부를 통해. 우리는 우수한 기술 지원에 대해 케빈 R. Steidley 김 Ascherl (USDA / ARS / NCAUR를) 감사합니다.

1. 미세 조류 바이오 매스 준비 참고 : 해양 미세 조류의 이소 크리 시스 속 특검팀합니다. 본 연구에 사용 된 &quot;T-이소는&quot;(재료의 목록 참조) 구입할 수 있습니다. 이소 크리 시스 속의 멀티 kg 수량은 바다의 자극적 인 냄새의 냄새와 색으로 짙은 녹색 / 근처에 검은 색을 약 80 %의 물과 20 %의 바이오 매스를 포함하는 냉동 젖은 붙여 넣기 (ISO의 -paste)로 구입하고있다 할 수있다. 이소 크리 시스 속도 수 비슷한 냄새 건조 (95 % 건조) 노란색 - 갈색 분말 (이소 - 분말)으로 구입할 수. <ol><li> 가위를 사용하여 플라스틱 포장의 구석에 2 인치 홀 - 이소 크리 시스 속 페이스트를 건조하기 위하여, (1)의 절단에 의해 1kg 패키지를 연다. </li><li> 이 이소 크리 시스 속 얇은 층 (~ 20mm)를 만들 수있는 요리를 결정화 150mm X 75mm로 구멍을 통해 붙여 넣기의 약 300g을 짜내. </li><li> 그것은 (일반적으로 48 건조하고 각질이 될 때까지 실온에서 자연 건조시킨 페이스트를 남겨주세요 -96 시간). 실제 건조 시간이 다를 수 및 온도에 따라 달라집니다 : 있습니다. 그러나 차이가 (최대 2 주) 더 긴 건조 시간과 수율 또는 제품의 품질에 발견되지 않았다. 건조 공정은 또한보다 균일하게 및 / 또는 따뜻한 플레이트 결정화 접시를 배치함으로써 가속화 될 수있다 (30-40 ° C). </li><li> 주걱을 사용하여 결정화 접시에서 건조 바이오 매스를 긁고 셀룰로오스 추출 골무 (길이 : 123mm, 43mm의 ID)로 수집합니다. 건조 이소 크리 시스 속 바이오 매스의 무게를 기록한다. </li></ol> 드라이 이소 크리 시스 속 바이오 매스 2. 속 슬렛 추출 <ol><li> 속 슬렛 추출 장치에 - (60g 건조 바이오 매스 일반적으로 50)는 이소 크리 시스 속 함유 셀룰로오스 추출 골무를 넣습니다. </li><li> , 헥산 (400 ㎖)로 속 슬렛 플라스크를 채우 콘덴서 물 및 열 소스를 켜고 24주기에 속 슬렛을 허용 - 용매의 색이 진한 녹색에서 사라 때까지 (48 시간) 희미한 노란색. </li><li> 다음 속 슬렛 추출기에서 플라스크를 분리, 불을 끄고 장치는 실온으로 냉각 할 수 있습니다. </li><li> 회전 증발기를 이용하여 헥산을 제거하고, 헥산 - 추출 물질 ( &quot;헥산 조류 오일&quot;(H-AO))의 중량을 기록한다. </li></ol> 조류 석유 및 지방산과 중성 지질의 분리 3. 비누화 <ol><li> 메탄올은 상기 단계 2.4에서와 동일한 둥근 바닥 플라스크 내의 H-AO를 재용 : 디클로로 메탄 (2 : 1, 부피 조류 오일 = 10 × 질량). </li><li> 교반 막대를 추가하고 환류 냉각기를 부착 (코일 : 500mm 길이). </li><li> 추가 H 2 O (부피 = 조류 오일 2.67 질량 X) 및 KOH (50 % 조류 오일 w / w)로 3 시간 동안 60 ℃로 교반하면서 내용물을 가열한다. </li><li> 실온으로 냉각 한 후, 회전 증발기에서 유기 용매 (메탄올, 디클로로 메탄)을 제거한다. </li><li> 1에 부어 나머지 수성 혼합물로 이동-L 분별 깔때기. (수용액에 볼륨 상당) 헥산을 추가 분별 깔때기를 흔들하고, 층 분리 할 수​​ 있습니다. </li><li> 삼각 플라스크에 넣고, 하부 수성 층을 배출하고, 별도의 삼각으로 상단 유기 상을 붓는다. </li><li> 유기 층은 무색 (일반적으로 1 ~ 2 회 이상)가 될 때까지 반복 3.5 및 3.6 단계를 반복합니다. </li><li> 녹색을 띤 고체로서 중성 지질을 분리하기 위해 회전 증발기상에서 합한 유기 추출물을 농축시켜 (MP ≈ 60 -. 70 ℃). </li><li> (PH 종이로 나타낸 바와 같이 pH가 될 때까지 2 ~ 6 M) HCl로 수성 상을 산성화. </li><li> 단계 3.5 및 3.6에 기술 된 바와 같이, 1 L의 분별 깔때기를 이용하여 헥산과 산성화 된 수성 상으로부터 유리 지방산 (유리 지방산) (수성 상을 동량)을 추출한다. </li><li> (온도&gt; 30 ℃에서 액상) 진한 녹색에 가까운 흑색 유성 잔류 물로서 유리 지방산을 수득 회전 증발기에 헥산을 제거한다. </li></ol> 4.무료 지방산의 에스테르 화 산 촉매 및 녹색 바이오 디젤의 생산 <ol><li> 메탄올을 사용하여 유리 지방산을 전송 : 클로로포름 (1 : 1, 조류 오일 6 X 볼륨) 먼저 유리 지방산을 용해 후, 교반 막대가 장착 된 두꺼운 고압 반응 플라스크에 붓는 의해. </li><li> 1 시간 동안 교반하면서, SO 4 (20 % 조류 오일 W / W) 농축 된 H 2를 추가 플라스크를 밀봉하고, 90 ° C의 혼합물을 가열한다. </li><li> 실온까지 냉각 후, 분액 깔대기에 부어 혼합물을 옮긴다. </li><li> , H 2 O (조류 오일의 2 개 볼륨)를 추가 분액 깔때기를 흔들어과 위상이 분리 할 수 있습니다. </li><li> 미리 칭량 둥근 바닥 플라스크에 바닥층을 배출시키고 회전 증발기에서 농축시킨다. 그 결과 바이오 디젤의 질량을 기록한다. </li><li> 불꽃 이온화 검출기 (GC-FID)를 DB-88 (88 % cyanopropy 구비 28 (가스 크로마토 그래피로 가스 크로마토 그래피의 지방산 프로필을 분석리터) methylarylpolysiloxane] 칼럼 (0.25 mm의 ID X 0.20 μm의 막 두께를 30 MX). 주 : 일반 지방산 메틸 에스테르는 시판 정통 샘플 유지 시간 비교에 의해 확인된다. 또한, 가스 크로마토 그래피 - 질량 분석 (GC-MS, 질량 선택적 검출기에 연결된 가스 크로마토 그래프)는 예컨대 C18로 성분 분석 온도 프로그램과 열의 동일한 조건 하에서 수행된다 : (4)하는 더 확실한 기준을 사용할 수없는 결과가 적용된 정량 GC합니다. </li></ol> 5. 바이오 디젤 탈색 <ol><li> 교반 막대가 장착 된 둥근 바닥 플라스크에서 60 ° C로 어두운 녹색 컬러 바이오 가열한다. </li><li> 몬모릴로나이트 K (10) (MK10) 분말 1 시간 동안 교반과 (바이오 디젤의 w / w ~ 20 %)를 추가합니다. </li><li> 히트의 둥근 바닥을 제거하고 용액을 실온으로 냉각시킨다. </li><li> 둥근 바닥 플라스크 및 필터 재미 구성된 여과 장치를 준비Nel 보낸는 셀룰로오스 여과지 (애쉬 0.007 %)을 함유. </li><li> 둥근 바닥 플라스크를 씻어 헥산의 최소량을 사용하여 필터 깔때기를 통해 냉각 탈색 바이오 디젤을 붓는다. </li><li> 둥근 바닥 플라스크에서 필터 유입 경로를 분리합니다 (이 지금은 탈색 바이오 디젤의 헥산 용액을 포함)와 오렌지 / 레드 바이오 디젤을 수득 회전 증발기로 헥산을 제거합니다. </li><li> 4 ° C에서 보관 샘플은이 기간 동안 불용성 물질의 일부​​ 침전은 (~ w / w 10 %)이 발생합니다. </li><li> 분석을 위해 맑고 균질 바이오 디젤을 생산하는 단계 5.4 및 5.5에 기술 된 바와 같이 경사 분리 또는 여과에 의해 불용성 물질을 제거한다. </li></ol> 중립 지질 6. 분리 및 Alkenones의 정제 <ol><li> (O.을 (약 10g 중성 지질, 50 mL)을 디클로로 메탄의 최소량 (단계 3.8)에서 중성 지질을 용해시키고, 크로마토 그래피 칼럼의 상부에 피펫으로 용액을 추가D 60mm, ID 55mm, 길이 18 &quot;)을 함유하는 실리카 겔 (230-400 메쉬, 100g). </li><li> 용매로서 디클로로 메탄 (약 150 ㎖)를 이용하여 압력과 실리카를 통해 용액 (~ 5 PSI)를 용출하고, 250 mL의 용출액에서 둥근 바닥 플라스크를 수집한다. </li><li> 오렌지 색의 고체를 수득 회전 증발기로 디클로로 메탄을 제거합니다. </li><li> 용액이 균질 (전량 ~ 150 ml)을 끓는 헥산 때까지 점진적으로 추가 량이어서 끓는 헥산 약 100 ㎖를 첨가하여 고체를 재결정 화하여 헥산. 그 다음, 천천히 결정화를 촉진 실온 용액을 냉각. </li><li> 플라스크를 씻어 차가운 (0 ℃) 헥산, 소량을 사용하여 단계 5.4에 기재된 여과 장치를 이용하여 결정화 alkenones 수집. </li></ol>

<ol><li>Ahmad, A. L., Mat Yasin, N. H., Derek, C. J. C., Lim, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microalgae+as+a+sustainable+energy+source+for+biodiesel+production%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Renew.+Sustain.+Energy+Rev%22%5BJournal%5D)">Microalgae as a sustainable energy source for biodiesel production: A review.</a> Renew. Sustain. Energy Rev. 15 (1), 584-593 (2011).</li>
<li>Vardona, D. R., Sharmab, B. K., Blazinaa, G. V., Rajagopalanb, K., Strathmann, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermochemical+conversion+of+raw+and+defatted+algal+biomass+via+hydrothermal+liquefaction+and+slow+pyrolysis%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.+Technol%22%5BJournal%5D)">Thermochemical conversion of raw and defatted algal biomass via hydrothermal liquefaction and slow pyrolysis.</a> Bioresour. Technol. 109, 178-187 (2012).</li>
<li>Tenenbaum, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food+vs+fuel%3A+Diversion+of+crops+could+cause+more+hunger%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Health+Perspect%22%5BJournal%5D)">Food vs fuel: Diversion of crops could cause more hunger.</a> Environ. Health Perspect. 116, 254-257 (2008).</li>
<li>Pienkos, D. T., Darzins, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+promise+and+challenges+of+microalgal-derived+biofuels%5BTitle%5D)+AND+%22Biofuels%2C+Bioprod.+Biorefin%22%5BJournal%5D)">The promise and challenges of microalgal-derived biofuels.</a> Biofuels, Bioprod. Biorefin. 3 (4), 431-440 (2009).</li>
<li>U.S. First Crude Oil Purchase Price. , U.S Energy Information Administration. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.eia.gov/dnav/pet/hist/LeafHandler.ashx?n=PET&s=F000000__3&f=A">http://www.eia.gov/dnav/pet/hist/LeafHandler.ashx?n=PET&s=F000000__3&f=A</a> (2015).</li>
<li>Sheehan, J., Dunahay, T., Sheehan, J., Dunahay, T., Benemann, J., Roessler, P. A. A look back at the U.S. Department of Energy's Aquatic Species Program: Biodiesel from algae. , Prepared by the National Renewable Energy Laboratory, report NREL/TP-580-24190. Available from: <a target="_blank" href="www.nrel.gov/docs/legosti/fy98/24190.pdf ">www.nrel.gov/docs/legosti/fy98/24190.pdf </a> (1996).</li>
<li>Petkov, G., Ivanova, A., Iliev, I., Vaseva, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+critical+look+at+the+microalgae+biodiesel%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Lipid+Sci%22%5BJournal%5D)">A critical look at the microalgae biodiesel.</a> Eur. J. Lipid Sci. 114 (2), 103-111 (2012).</li>
<li>van Beilen, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+microalgal+biofuels+won%27t+save+the+internal+combustion+engine%5BTitle%5D)+AND+%22Biofuels%2C+Bioprod.+Biorefin%22%5BJournal%5D)">Why microalgal biofuels won't save the internal combustion engine.</a> Biofuels, Bioprod. Biorefin. 4, 41-52 (2010).</li>
<li>Chisti, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodiesel+from+microalgae%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Adv%22%5BJournal%5D)">Biodiesel from microalgae.</a> Biotechnol. Adv. 25 (3), 294-306 (2007).</li>
<li>Wijffles, R. H., Barbosa, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+outlook+on+microalgal+biofuels%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">An outlook on microalgal biofuels.</a> Science. 329, 796-799 (2010).</li>
<li>Ferrell, J., Sarisky-Reed, V. National Algal Biofuels Technology Roadmap. Fishman, D., Majumdar, R., Morello, J., Pate, R., Yang, J. , United States Department of Energy. Available from: <a target="_blank" href="http://www1.eere.energy.gov/bioenergy/pdfs/algal_biofuels_roadmap.pdf">http://www1.eere.energy.gov/bioenergy/pdfs/algal_biofuels_roadmap.pdf</a> (2010).</li>
<li>Patterson, G. W., Tsitsa-Tsardis, E., Wikfors, G. H., Gladu, P. K., Chitwood, D. J., Harrison, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sterols+and+alkenones+of+Isochrysis%5BTitle%5D)+AND+%22Phytochem%22%5BJournal%5D)">Sterols and alkenones of Isochrysis.</a> Phytochem. 35 (5), 1233-1236 (1994).</li>
<li>Volkman, J. K., Eglinton, G., Corner, E. D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-chain+alkenes+and+alkenones+in+the+marine+coccolithophorid+Emiliania+huxleyi%5BTitle%5D)+AND+%22Phytochem%22%5BJournal%5D)">Long-chain alkenes and alkenones in the marine coccolithophorid Emiliania huxleyi.</a> Phytochem. 19, 2619-2622 (1980).</li>
<li>Conte, M. H., Thompson, A., Lesley, D., Harris, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+and+physiological+influences+on+the+alkenone%2Falkenoate+versus+growth+temperature+relationship+in+Emiliania+huxleyi+and+Gephyrocapsa+Oceanica%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim.+Cosmochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Genetic and physiological influences on the alkenone/alkenoate versus growth temperature relationship in Emiliania huxleyi and Gephyrocapsa Oceanica.</a> Geochim. Cosmochim. Acta. 62 (1), 51-68 (1998).</li>
<li>Brassell, S. C., Eglinton, G., Marlowe, I. T., Pflaumann, U., Sarnthein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+stratigraphy%3A+a+new+tool+for+climatic+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Molecular stratigraphy: a new tool for climatic assessment.</a> Nature. 320, 129-133 (1986).</li>
<li>Marlowe, I. T., Brassell, S. C., Eglinton, G., Green, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long+chain+unsaturated+ketones+and+esters+in+living+algae+and+marine+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22Org.+Geochem%22%5BJournal%5D)">Long chain unsaturated ketones and esters in living algae and marine sediments.</a> Org. Geochem. 6, 135-141 (1984).</li>
<li>Prahl, F. G., Wakeham, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calibration+of+unsaturation+patterns+in+long-chain+ketone+compositions+for+palaeotemperature+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Calibration of unsaturation patterns in long-chain ketone compositions for palaeotemperature assessment.</a> Nature. 330, 367-369 (1987).</li>
<li>Eglinton, G., Bradshaw, S. A., Rosell, A., Sarnthein, M., Pflaumann, U., Tiedemann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+record+of+secular+sea+surface+temperature+changes+on+100-year+timescales+for+glacial+terminations+I%2C+II+and+IV%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Molecular record of secular sea surface temperature changes on 100-year timescales for glacial terminations I, II and IV.</a> Nature. 356, 423-426 (1992).</li>
<li>Müller, P. J., Kirst, G., Ruhland, G., von Storch, I., Rosell-Melé, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calibration+of+the+alkenone+paleotemperature+index+U37K%E2%80%B2+based+on+core-tops+from+the+eastern+South+Atlantic+and+the+global+ocean+%2860%C2%B0N-60%C2%B0S%29%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim.+Cosmochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Calibration of the alkenone paleotemperature index U37K′ based on core-tops from the eastern South Atlantic and the global ocean (60°N-60°S).</a> Geochim. Cosmochim. Acta. 62 (10), 1757-1772 (1998).</li>
<li>Volkman, J. K., Barrerr, S. M., Blackburn, S. I., Sikes, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alkenones+in+Gephyrocapsa+oceanica%3A+Implications+for+studies+of+paleoclimate%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim.+Cosmochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Alkenones in Gephyrocapsa oceanica: Implications for studies of paleoclimate.</a> Geochim. Cosmochim. Acta. 59 (3), 513-520 (1995).</li>
<li>Eltgroth, M. L., Watwood, R. L., Wolfe, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+and+cellular+localization+of+neutral+long-chain+lipids+in+the+haptophyte+algae+Isochrysis+Galbana.+and+Emiliania+Huxleyi%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phycol%22%5BJournal%5D)">Production and cellular localization of neutral long-chain lipids in the haptophyte algae Isochrysis Galbana. and Emiliania Huxleyi.</a> J. Phycol. 41, 1000-1009 (2005).</li>
<li>Volkman, J. K., Everitt, D. A., Allen, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Some+analyses+of+lipid+classes+in+marine+organisms%2C+sediments+and+seawater+using+thin-layer+chromatography-flame+ionisation+detection%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chromatogr.+A%22%5BJournal%5D)">Some analyses of lipid classes in marine organisms, sediments and seawater using thin-layer chromatography-flame ionisation detection.</a> J. Chromatogr. A. 356, 147-162 (1986).</li>
<li>Epstein, B. L., D'Hondt, S., Quinn, J. G., Zhang, J., Hargraves, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+effect+of+dissolved+nutrient+concentrations+on+alkenone-based+temperature+estimates%5BTitle%5D)+AND+%22Paleoceanography%22%5BJournal%5D)">An effect of dissolved nutrient concentrations on alkenone-based temperature estimates.</a> Paleoceanography. 13 (2), 122-126 (1998).</li>
<li>Prahl, F. G., Sparrow, M. A., Wolfe, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+impacts+on+alkenone+paleothermometry%5BTitle%5D)+AND+%22Paleoceanogaphy%22%5BJournal%5D)">Physiological impacts on alkenone paleothermometry.</a> Paleoceanogaphy. 18 (2), 1025-1031 (2003).</li>
<li>Sachs, D., Sachs, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inverse+relationship+between+D%2FH+fractionation+in+cyanobacterial+lipids+and+salinity+in+Christmas+Island+saline+ponds%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim.+Cosmochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Inverse relationship between D/H fractionation in cyanobacterial lipids and salinity in Christmas Island saline ponds.</a> Geochim. Cosmochim. Acta. 72 (25), 793-806 (2008).</li>
<li>O'Neil, G. W., Culler, A. R., Williams, J. R., Burlow, N. P., Gilbert, G. J., Carmichael, C. A., Nelson, R. K., Swarthout, R. F., Reddy, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+jet+fuel+range+hydrocarbons+as+a+coproduct+of+algal+biodiesel+by+butenolysis+of+long-chain+alkenones%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Production of jet fuel range hydrocarbons as a coproduct of algal biodiesel by butenolysis of long-chain alkenones.</a> Energy Fuels. 29 (2), 922-930 (2015).</li>
<li>Foley, P. M., Beach, E. S., Zimmerman, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Algae+as+a+source+of+renewable+chemicals%3A+opportunities+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Algae as a source of renewable chemicals: opportunities and challenges.</a> Green Chem. 13, 1399-1405 (2011).</li>
<li>Razon, L. F., Bacani, F. T., Evangelista, R. L., Knothe, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fatty+acid+profile+of+kenaf+seed+oil%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Oil+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Fatty acid profile of kenaf seed oil.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 90 (6), 835-840 (2013).</li>
<li>Issariyakul, T., Dalai, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodiesel+production+from+greenseed+canola+oil%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Biodiesel production from greenseed canola oil.</a> Energy Fuels. 24, 4652-4658 (2010).</li>
<li>Nalder, T. D., Miller, M. R., Packer, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+lipid+class+content+and+composition+of+Isochrysis.+sp.+%28T-Iso%29+grown+in+batch+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Aquacult.+Int%22%5BJournal%5D)">Changes in lipid class content and composition of Isochrysis. sp. (T-Iso) grown in batch culture.</a> Aquacult. Int. 23, 1293-1312 (2015).</li>
<li>Mercer, P., Armenta, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+in+oil+extraction+from+microalgae%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Lipid+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Developments in oil extraction from microalgae.</a> Eur. J. Lipid Sci. Technol. 113 (5), 539-547 (2011).</li>
<li>O'Neil, G. W., Carmichael, C. A., Goepfert, T. J., Fulton, J. M., Knothe, G., Lau, C. P. -L., Lindell, S. R., Mohammady, N. G. -E., Van Mooy, B. A. S., Reddy, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+fatty+acid+methyl+esters%3A+expanding+the+renewable+carbon+profile+with+alkenones+from+Isochrysis+sp%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Beyond fatty acid methyl esters: expanding the renewable carbon profile with alkenones from Isochrysis sp.</a> Energy Fuels. 26, 2434-2441 (2012).</li>
<li>O'Neil, G. W., Knothe, G., Williams, J. R., Burlow, N. P., Culler, A. R., Corliss, J. M., Carmichael, C. A., Reddy, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+analysis+of+an+alkenone-free+biodiesel+from+Isochrysis+sp%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Synthesis and analysis of an alkenone-free biodiesel from Isochrysis sp.</a> Energy Fuels. 28 (4), 2677-2683 (2014).</li>
<li>Knothe, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dependence+of+biodiesel+fuel+properties+on+the+structure+of+fatty+acid+alkyl+esters%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel+Process.+Technol%22%5BJournal%5D)">Dependence of biodiesel fuel properties on the structure of fatty acid alkyl esters.</a> Fuel Process. Technol. 86, 1059-1070 (2005).</li>
<li>Valenzuela-Espinoza, E., Millán-Núñez, R., Protein Núñez-Cebrero, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein%2C+carbohydrate%2C+lipid+and+chlorophyll+a+content+in+Isochrysis+aff.+galbana+%28clone+T-Iso%29+cultured+with+a+low+cost+alternative+to+the+f%2F2+medium%5BTitle%5D)+AND+%22Aquacult.+Eng%22%5BJournal%5D)">Protein, carbohydrate, lipid and chlorophyll a content in Isochrysis aff. galbana (clone T-Iso) cultured with a low cost alternative to the f/2 medium.</a> Aquacult. Eng. 25, 207-216 (2002).</li>
<li>Kulkarni, M. G., Dalai, A. K., Bakshi, N. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utilization+of+green+seed+canola+oil+for+biodiesel+production%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Technol.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Utilization of green seed canola oil for biodiesel production.</a> J. Chem. Technol. Biotechnol. 81, 1886-1893 (2006).</li>
</ol>

이 간행물에서 상표명 또는 상업용 제품에 대한 언급은 특정 정보를 제공하기 위한 목적으로만 사용되며 미국 농무부의 추천 또는 보증을 의미하지 않습니다. USDA는 기회 균등 제공자이자 고용주입니다.

이소 크리 시스 속는 기본 조개 공급의 구성 요소 및 바이오 연료 생산에 필요한 규모의 때문에 대표로 수확 산업 농장 조류 종의 만 선택 번호 중 ​​하나입니다. 이용 된 조류와 본 연구에 사용 된 표준 방법의 가용성은 프로토콜이 추가​​ 조사를위한 다른 그룹에 널리 액세스 제공합니다. 중요한 단계는 풍건 (33 동결 반대) 조류, 용매 추출, 비누화 및 에스테르를 포함한다. 이러한 작업을 통해 하나의 30 사용할 수있는 다양한 이소 크리 시스 속에서 지질 및 기타 로서도 수율을 검사 할 수 있습니다. 그러나, 이들 균주 및 배양 방법, (31) 서로 다른 결과로 다를 수 있으며 제품의 특성 및 추가 처리를 공급자에 의해 이용 (예컨대, 건조 또는 동결)에 의해 영향을받을 수 있다는 것을 예상한다. 우리는 여기에서 입증 된 바와 같이, 프로토콜이 개발ED 성공적 건식 분쇄 분말을 습식 페이스트 이르기 이소 크리 시스 속 제품의 종류에 적용될 수있다. 바이오 디젤의 수율은 가루 바이오 매스 그러나 낮았다 조류 오일의 낮은 금액에 해당, (7 % 건조 바이오 매스 대 w 12 % / w / 건조 붙여 넣기에서 w W) (H-AO) 추출 하였다. 이것은 속 슬렛 장치 이외의 다른 추출 프로토콜 (32)는 건조 분말 이소 크리 시스 속 제품에 대한 더 적합 할 수 있음을 제안 할 수 있습니다. 본 연구에 사용 된 이소 크리 시스 속 분말은 우리가 실험적으로 건조 이소 크리 시스 속 페이스트에서 얻은 것과 유사한하는 23~25% 지질을 포함하는 것으로 알려집니다. 33,34,26 시작 건조 바이오 매스의 다른 색상에도 불구하고, 아이소 페이스트 하오 및 ISO - 분말 - 하오는 본질적으로 구별, 모두 약 50 ° C의 녹는 점과 검은 색 고체에 가까운 / 짙은 녹색이었다. 흥미롭게도, 중성 입술에 유리 지방산의 비율두 헥산 추출물 내 ID는 달랐다. 중성 지질의 비누화 및 분리 후, 우리는 60 %를 얻은 이소 -paste - 하오에서 유리 지방산과 (w / w) 40 % 중성 지질 (/ w w). 아이소 분말 하오 평균 46 % (w / w) 유리 지방산 및 54 % (w / w) 중성 지질에서 생산. 그 결과 중 하나를 시작 분말 바이오 매스 가루 이소 크리 시스 속의 속 슬렛 추출 중성 지질에 대한 다소 선택적 인 이소 크리 시스 속 페이스트보다, 또는 FA 유도체에 비해 중성 지질의 높은 금액을 포함 할 수 있음을 시사한다. 두 상업적인 이소 크리 시스 속에서 얻어지는 생성물의 수율은 다양한 바이오 매스 있었지만, 또한 얻어진 디젤의 지방산 프로필 아닙니다. 바이오 디젤의 연료 특성이 상용화 될 수있는 자연과 개별 FAMES의 내용. (35)에 직접 의존 이것은 모든 바이오 디젤은 문서 ASTM에 설명 된 표준을 준수해야하며, 중요하다D6751 또는 각각 미국이나 유럽의 EN 14214. 사양 세탄가 및 산화 안정성에 대한 윤활성 및 동점도에 대한 범위 및 최소 값을 포함한다. 다른 중요한 권장 사항은 클라우드 포인트 (CP) 또는 저온 필터 막힘 점 (CFPP)의 형태로 차가운 유동 특성 관련이 있습니다. 우리는 이전에 아이소 페이스트로부터 제조 된 바이오 디젤의 포괄적 인 연료 테스트에서 결과를보고했다. (36) 본 연구에서의 ISO - 분말에서 생산되는 바이오 디젤의 FAME 프로필, 우리는 유사한 것으로 특정 연료의 특성을 예측할 수 이전 테스트와 유사하기 때문에 모두 바이오 디젤 연료. 예를 들어, 두 FAME 혼합물의 약 40 % (35.2 %, 39.9 %, 표 2)에 대한 불포화 지방산 (PuFAMEs 두 개 이상의 이중 결합) 계정. 이것은 가난한 산화 안정성과 유리한 차가운 흐름에서 발생합니다. 35 두 biodie의 FAME 프로필에 약간의 차이가 있지만,있다셀프 연료. 0 (19.4 mg / g 재생 대 16.4 밀리그램 / g) 18 : 분말 이소 크리 시스 속에서 제조 된 바이오 디젤 (14)보다 많은 양을 함유 3 (13.5 mg / g 재생 대 8.5 밀리그램 / g), 22 : 6 (11.0 밀리그램 / g 대 6.9 밀리그램 / g) FAMES, 아직 18의 낮은 금액 : 4 (10.4 mg / g 재생 대 19.8 밀리그램 / g). ASTM 표준에 포함되는 다양한 연료 특성에 대한 이러한 차이의 영향의 정도를 조사하기 위해 남아있다. 상업 이소 크리 시스 속 조류로부터 얻어지는 초기 바이오 디젤은 엽록소의 존재에 의해 설명 될 수 색 마찬가지로 짙은 녹색이었다. 36 엽록소와 그 유도체는 식물성 오일과 해당 바이오 디젤 연료의 안정성에 부정적인 효과를 갖는 것으로보고되었다. 1 시간 극적인 결과를 위해 36,29 바이오 디젤 제조와 관련 greenseed 카놀라유를 탈색 Issariyakul와 달라이의 방법에 따라, 29 ~ 60 ° C에서 MK10 (W / W)의 10 % 이상 친환경 바이오 교반육안 검사에 의한 색소 함량의 감소 (심판. 그림 2). 탈색 과정에서 질량 회수율은 평균 90 %에 있었다. 아이소 페이스트 하오 및 아이소 분말 하오 중성 지질에서 정제 alkenones의 수익률은 각각 w / (표 1) 승 40 %, 46 %로 비슷 하였다. 중성 지질은 아이소 분말 하오에 포함 된 물질의 높은 비율을 나타냅니다 때문에 (/ w 대 40 % w 54 %를 W / W)의 아이소 분말 하오에서 alkenone 수율은 아이소 페이스트 하오 alkenone 수익률을 초과 약 10 % (w / w / w 16 대 % w 25 %)에 의해. 그러나, 아이소 분말 하오 자체의 수율은 아이소 페이스트 하오 (15 % 대 w / w 20 %), 더 유사 (0.2 × 0.4 ×는 건조 이소 크리 시스 속에서 바이오 매스 모두에서 alkenones의 전체 수익률보다 낮았다 것을 고려 0.4 = 3.2 %) / 건조 이소 크리 시스 속 페이스트에서 w와 이소 크리 시스 속 분말에서 0.15 × 0.54 X 0.46 = 3.7 % w

최근에 특히 바이오 디젤 1 등 바이오 매스 유래 오일 등의 액체 연료의 생산을위한 조류에서 바이오 연료에 대한 관심의 위대한 부활이 있었다.이 제안 된 이점은 특정 음식의 회피 연료 논쟁 3 소문에 높은하여 생산성 대 전통적인 농업 작물보다 CO 2 저감 기능. 4이 에너지의 수생 종 프로그램 (ASP)의 거의 이십년 미국학과는 조류에서 운송 연료를 조사하기위한 목적으로 1978 년에 시작 따른다. 시핸의 보고서에 설명 된 바와 같이, 5 프로그램은 예상 비용은 그 시간 (배럴당 $ 18.46 (159 L))에서 원유와 경쟁하지 않았다 주로하기 때문에 1996 년에 끝났다. 석유의 비용은 조류 바이오 연료 연구의 르네상스에 연결되어있는 (2014 년 배럴당 $ 87.39) 6, 몇 시간 이후 크게 증가하고 있지만아베 그럼에도 불구하고 조류 바이오 연료가 너무 비싼 증명할 것이라고 주장했다. 7, 부가 가치 로서도 개념이에 대한 주요 이유 중 하나로 모두 비평가 7, 8과 지지자 9, 10 및 기능 사이에 등장했다 바이오 연료 생산 비용을 상쇄하기위한 하나의 전략으로 미국 에너지 부 (DOE) &quot;국가 해조 바이오 연료 기술 로드맵&quot;에 조류 바이오 연료를 추구. (11) 여기에서 우리는 상업 이소 크리 시스 속에서 미세 조류에서 두 개의 연료 스트림의 공동 제작하는 방법을 설명합니다. 이미 공업 적으로 생산되고 있기 때문에 우리는 해양 생물 양식 목적 수확 부분적 이소 크리 시스 속 집중 있고, 또한 이소 크리 시스 속 전통적인 지질 외에 (즉, 지방산)의 고유 클래스 생합성 조류 단지 몇 종의 하나이기 때문에 화합물 불포화 장쇄 alkenones라고도. 12 Alkenone 구조는 매우 L 특징<html> 옹 탄화수소 사슬 (36-40 carbons)이 아닌 메틸렌 네 트랜스 두 배 결합을 중단하고, 메틸 또는 에틸 케톤 (그림 1). Alkenone 불포화 조류 성장 온도에 민감 상기 diunsaturated C37 메틸 alkenone (소위 &quot;불포화 인덱스&quot;)의 비율은 과거 바다 표면 온도에 대한 프록시로서 이용 될 수있는 13, 14 15 -. 20 Alkenones은 세포질 지질 몸에 상주하고 중성 지방 (태그)보다 더 풍부 할 수있다 생각했다. 질소, 인 제한에서 21, 22, 최대 고정 단계에서 세포 탄소 10 ~ 20 %로 alkenones으로 축적된다. (23, 24)를에서 자신의 트랜스 두 배 결합 구조는 에너지 저장의보다 안정적인 양식을 제공하기 때문에 진화론 적 관점은 alkenones 태그를 통해 선호되었을 수 있습니다. (21) 189fig1.jpg &quot;/&gt; 도 불포화 장쇄 alkenones 1. 구조 일반 alkenone 메틸 37. 긴 탄화수소 사슬 길이 예시 이소 크리 시스 속에서 분리 된 3 (36-40 탄소수), 트랜스 아닌 메틸렌은 이중 결합을 차단하고, 메틸 에틸 케톤에 종료. # 탄소의 수를 나타냅니다 : 명명법은 # 지방산과 유사하다. 이중 결합의 수 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54189/54189fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 우리는 alkenones 산업 재배의 역사를 가진 일반적인 조류에서 유망한 신 재생 탄소 원료를 대표한다고 주장한다. (25) 바이오 디젤은 이소 크리 시스 속의 총 지질 추출물에서 직접 생산은 alkenones 오염 상당한 양의 (w / w 10~15%)로 포함되어 있습니다 이러한 높은 융점 화합물은 가난한 차가운 흐름 연료 특성을 초래한다. 그러나, 사용 t그는 여기서 설명 비누화 / 추출 기술은 alkenones 제거와 2 생성물 스트림을 생성시키면서 바이오 품질을 개선 회수 할 수있다. 최근에 우리는 2- 부텐 (butenolysis)와 교차 치환 반응에 의해 액체 연료에 alkenones의 전환을 보여 주었다. 26 butenolysis 반응, 상업 루테늄 복분해 - 개시제를 사용 저온에서 급속하게 발생하고 깨끗하게 제트 연료의 예측 혼합물을 제공합니다 등급 탄화수소. 이 반응은 상업적 이소 크리 시스 속 바이오 연료 생산을위한 &quot;바이오 리파이너리&quot;접근 (27)를 향한 첫 단계를 나타내는, 지방산에서 바이오 디젤 합성과 병렬로 수행된다.

<table><tbody><tr><td>Isochrysis</td><td>Reed Mariculture</td><td>Iso, Raw, Unprocessed, 20%dw</td><td>Live culture paste, 20% w/w biomass</td></tr><tr><td>Isochrysis</td><td>Necton, S.A</td><td>AADISS004</td><td>PhytoBloom Prof Isochrysis (동결 건조)</td></tr><tr><td>Hexanes</td><td>Fisher Chemical</td><td>H291-4</td><td>ACS 인증</td></tr><tr><td>메탄올</td><td>Fisher Chemical</td><td>A452-4</td><td>HPLC 등급</td></tr><tr><td>디클로로메탄</td><td>피셔 케미컬</td><td>D37-4</td><td>인증/안정화</td></tr><tr><td>Soxhlet 장치</td><td>시그마 알드리치</td><td>64826</td><td></td></tr><tr><td>추출 골무</td><td>시그마 알드리치</td><td>64842</td><td></td></tr><tr><td>B&uuml; chner 깔때기</td><td>Chemglass</td><td>CG-1406-25</td><td></td></tr><tr><td>고압 반응 용기</td><td>Chemglass</td><td>CG-1880-12</td><td></td></tr><tr><td>Whatman 여과지</td><td>GE Life Sciences</td><td>1442-042</td><td>등급 42, 회분 0.007%, 원, 42.5mm</td></tr><tr><td>바이오디젤(B100)</td><td>벨링햄 쉘</td><td></td><td><강>그림 3</강>의 바이오디젤(B100)은 지역 주유소에서 구입했습니다. Bellingham, WA 98226</td></tr><tr><td>Isochrysis</td><td>Aquacave</td><td></td><td>Reed와 Necton 외에도 Isochrysis는 Aquacave(Gurnee, IL)에서 구입할 수 있습니다 www.aquacave.com.</td></tr><tr><td>Isochrysis</td><td>Brine Shrimp Direct</td><td></td><td>Isochrysis은 Brine Shrimp Direct(유타주 오그던)에서도 www.brineshrimpdirect.com(2015년 9월 30일 접속)에서 구입할 수 있습니다.</td></tr></tbody></table>

상업에서 로서도으로 alkenones의 분리와 바이오 디젤 생산을위한 실험 프로토콜<em&gt; 이소 크리 시스 속</em&gt; 해조 바이오 매스

Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

재생보다 환경 친화적 출처 대안 석유 연료를 대체 할 필요가 중요성이 커지고있다. 바이오 매스 유래 바이오 연료는이 점에서 상당한 관심을 얻고있다, 옥수수 에탄올 또는 대두 바이오 디젤과 같은 식용 작물에서 그러나 1 세대 바이오 연료는 일반적으로 호의에서 떨어졌다. 국내 및 우수한 비 식용 소스로부터의 액체 연료의 제조 방법의 개발에 관심을 따라서있다. 여기에서 우리는 해양 미세 조류의 이소 크리 시스 속에서 정제 된 바이오 디젤의 생산을위한 상세한 절차를 설명합니다. 잠재적 가치 로서도 바이오 디젤 제조 비용을 상쇄하도록 또한 불포화 장쇄 alkenones로 알려진 지질의 고유 한 세트를 병렬로 분리된다. 이소 크리 시스 속 멀티 킬로그램 수량 두 상업 제 처리 전에 건조 소스 습윤 페이스트 (80 % 물)와 같은 하나 및 OT로부터 구입그녀 건조 분쇄 분말 (건조 95 %). 지질은 조류 전통적인 지방이 모두 포함 된 오일 ( &quot;헥산 조류 오일&quot;) (즉, 중성 지방을, w / w 46~60%) 및 alkenones (w / w 16~25%)를 생산하는 속 슬렛 장치에서 헥산으로 추출한다. 조류 오일에서 중성 지방의 비누화는 alkenone 함유 중성 지질에서 생성 된 자유 지방산 (유리 지방산)의 분리 할 수​​ 있습니다. 유리 지방산은 alkenones 단리하고 결정화에 의해 중성 지질로부터 정제되는 동안 산 촉매에 의해 에스테르 화 반응 (즉, 지방산 메틸 에스테르, FAMES)를 바이오 디젤로 변환된다. 우리는 높은 고도 불포화 지방산 함량 (w / w 약 40 %)을 특징으로, 상업 이소 크리 시스 속에서 바이오 매스로부터 바이오 디젤은 유사하지만 동일하지 FAME 프로파일을 가지고 있음을 보여줍니다. , 헥산 조류 오이의 양을 낮출 추적 할 수있는 (12 % 대 승 7 %는 w / W / W)에 이소 크리 시스 속 젖은 페이스트 시작할 때 바이오 디젤의 수익률은 지속적으로 증가 하였다분말 이소 크리 시스 속 생성물로부터 수득 L.

<html> 처리 전에 상기 페이스트를 이소 크리 시스 속 (아이소 페이스트) 제 건조시켰다. 이 편리한 대형 결정화 접시로 이소 -paste을 첨가하고, 실온에서 자연 건조 재료를 허용함으로써 대규모로 수행 하였다. 건조시 일부 풀링 물 형태는 건조 공정을 가속화 경사 또는 피펫으로 제거 될 수있다 (일반적으로 붉은 착색). 후 약 48 - 지금 건조 이소 크리 시스 속 96 시간 결정화 접시에서 긁어와 해초와 같은 냄새 (그림 2)와 블랙 / 그린 색다른 소재로 얻을 수 있었다. 건조 바이오 매스의 수확량은 페이스트의 승 광고 일반적으로 20 % 승으로 / 있었다. 대조적으로, 이소 크리 시스 속 분말 제품 (아이소 분말)을 황색 - 갈색 미세 분쇄, 추가 처리없이 직접 사용 하였다 건조 분말 (95 % 건조) (도 2)이었다. gure 2 &quot;SRC =&quot;/ 파일 / ftp_upload / 54189 / 54189fig2.jpg &quot;/&gt; 그림 상업 이소 크리 시스 속. 이소 크리 시스 속 페이스트 (80 % 습식) 2. 비교 처리 전에 48-96 시간 동안 실온에서 자연 건조에 결정화 접시의 바닥을 따라 확산 남아 있습니다. 그 결과 건조 이소 크리 시스 속가 상업 건조 분말 이소 크리 시스 속 (왼쪽)보다 모양이 다른 어두운 색의 색다른 재료 (오른쪽)으로 얻을 수있다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54189/54189fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 헥산과 속 슬렛에 의해 건조 된 이소 -paste 또는 아이소 분말 중의 추출은 헥산의 제거 후, 준, 어두운 녹색 / 거의 검은 색 고체 (MP 모양이 비슷 조류 오일 (H-AO). ~ (50) -60 ° C). H-AO의 수익률은 페이스트 ( &quot;아이소 페이스트 하오에서 시작할 때/ w (15)이었다 아이소 분말 하오 &quot;) %&quot;) / 이전 결과, 상업 가루 이소 크리 시스 속의 속 슬렛 추출 (기준 시간-AO의 수율 반면 (26)과 일치 건조 이소 크리 시스 속 바이오 매스의 w w 일반적으로 20 %였다 &quot; w (표 1). <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> 제품 (g) </td><td> 이소 -paste </td><td> 이소 - 분말-1 </td><td> 이소 - 분말-2 </td></tr><tr><td> 드라이 바이오 매스 </td><td> (30) </td><td> (20) </td><td> (20) </td></tr><tr><td> 헥산 해조 오일 </td><td> 5.86 </td><td> 2.87 </td><td> 3.11 </td></tr><tr><td> 유리 지방산 </td><td> 3.52 </td><td> 1.34 </td><td> 1.38 </td></tr><tr><td> 중성 지질 </td><td> 2.34 </td><td> 1.38 </td><td> 1.61 </td></tr><tr><td> Alkenones </td><td> 0.94 </td><td> 0.63 </td><td> 0.74 </td></tr><tr><td colspan="4"> 주 : 이소 분말 -1- 이소 분말-2 병렬 처리 된 분말 이소 크리 시스 속 두 샘플의 결과를 나타낸다. 이소 붙여 넣기에서 이러한 제품의 수율과 다른 보고서의 참고 문헌 26, 32, 33를 참조하십시오. </td></tr></tbody></table> 상업 이소 크리 시스 속 바이오 매스에서 표 1. 제품 수율. 상기 H-AO에서 Acylglycerols 메탄올 / CH 2 CL이 수성 KOH의 첨가에 상응하는 수용성 카르 복실 레이트 염 (예, 비누)로 전환 하였다. alkenones 포함 중성 지질은 다음 헥산 선택적 분할하여이 수성 혼합물로부터 추출 하였다. 중성 지질을 제거한 후, 비누 reacidification는 마찬가지로 수용액으로부터 추출 될 수있는 상응하는 유리 지방산 (유리 지방산)을 제조헥산과 ueous 단계입니다. 아이소 페이스트 하오 또는 - 분말 - 하오 이소 하나의 결합 된 유리 지방산과 중성 지질의 전체 질량 회수율은 양적 근처 일관했다. 그러나, 제품의 비율 (즉, 중성 지질 + 유리 지방산)이 달랐다. 아이소 페이스트 하오에서 우리는 60 %를 얻은 (w / w) 유리 지방산과 (w / w) 40 % 중성 지질 (표 1). 반대로, 아이소 분말 하오 표 1에 설명 된대로 중성 지질 (평균 = 54 % 중성 지질 + 46 % 유리 지방산)에서 농축 입증했다. H 2 SO 4 및 메탄올의 유리 지방산 에스테르는 90 % 이상의 수율 (도 3)에서 검은 오일성 액체에 가까운 어두운 녹색으로 (즉 FAMES, 바이오 디젤) 지방산 메틸 에스테르를 생산했다. 몬모릴로나이트 K10 (29)를 통해 가열하여 탈색 (MK10) 점토는 다른 상업 양방향와 모양이 비슷한 노란색 / 오렌지 제품을 준odiesel 연료 (재료의 목록 참조) (그림 3). 탈색 이소 크리 시스 속 바이오 디젤 연료의 FAME 분석 결과는 표 2에 나타내었다. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54189/54189fig3.jpg" /> 도 이소 크리 시스 속 3. 비교 대두 바이오 디젤 연료. 그린 이소 크리 시스 속 바이오 디젤 (중간)을 추출하고, 정제 된 유리 지방산의 에스테르 화에 의해 제조된다. 탈색 상업적 바이오 디젤 (왼쪽)과 유사한 특성을 가진 제품 (오른쪽)를 생성한다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54189/54189fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> FAME </td><td> 이소 -paste </td><td> 이소 - 분말 </td></tr><tr><td> 14시 </td><td> 16.4 </td&gt; <td> 19.4 </td></tr><tr><td> 14시 1분 </td><td> - </td><td> 0.3 </td></tr><tr><td> 15시 </td><td> 자취 </td><td> 0.3 </td></tr><tr><td> 16시 </td><td> 10.1 </td><td> 8.8 </td></tr><tr><td> 16 : 1 Δ9 </td><td> 7.6 </td><td> 5.5 </td></tr><tr><td> 16시 2분 </td><td> ND </td><td> 0.3 </td></tr><tr><td> 16시 3분 </td><td> ND </td><td> 0.5 </td></tr><tr><td> 18시 </td><td> 자취 </td><td> 0.2 </td></tr><tr><td> 18 : 1 B </td><td> 12.1 </td><td> 14.3 </td></tr><tr><td> 18시 2분 </td><td> 8.1 </td><td> 7.1 </td></tr><tr><td> 18 : 3 C </td><td> 8.5 </td><td> 13.5 </td></tr><tr><td> 18시 4분 </td><td> 19.8 </td><td> 10.4 </td></tr><tr><td> 18시 5분 </td><td> ND </td><td> 삼 </td></tr><tr><td> 20시 5분 </td><td> ND </td><td> - </td></tr><tr><td> 22시 5분 </td><td> ND </td><td> 이 </td></tr><tr><td> 22시 6분 </td><td> 6.9 </TD&gt; <td> (11) </td></tr><tr><td> Σ D </td><td> 89.8 </td><td> 96.2 </td></tr><tr><td colspan="3"> 1 Δ9 + 18 :.. (1) Δ11 C 결합 Δ6,9,12 및 Δ9,12,15 이성질체는 D 나머지 재료는 약 50 참고 : • 지방산 명칭이 #carbons입니다. # 시스 두 배 채권은 18 결합 유저 (B) : 50 다른 FAMES 및 비 FAME 구성 요소 (전체 ~ 95 % FAME). ND 불검출 =. </td></tr></tbody></table> 상업 이소의 -past 및 이소 이소 크리 시스 속 바이오 매스 - 분말에서 생산되는 바이오 디젤의 표 2 FAME 조성입니다. 중성 지질 /를 이소 -paste - 하오에서 w 및 54 % w 40 %에서 녹색 고체 혼합물로서 얻었다 (평균하십시오.) 아이소 분말 하오 (표 1)에서. 사용하여 실리카를 통해 용해 된 중성 지질 필터링DCM은 용매의 제거 후에 준 ​​헥산으로 재결정 화 될 수있는 고체 붉은 오렌지색 / 백색 고체로서 분석적으로 순수한 alkenones을 수득 하였다. 이 절차는 16 %의 결과 (w w /) 이소 - 분말 - 하오 (표 1)에서 격리 아이소 페이스트 하오에서 alkenones의 수율 25 % 수율.

자세한 방법은 상업 이소 크리 시스 속에서 미세 조류에서 가치 로서도으로 alkenones의 공동 격리와 함께 바이오 디젤의 생산을 위해 제공됩니다.

상업에서 로서도으로 Alkenones의 분리와 바이오 디젤 생산을위한 실험 프로토콜<em&gt; 이소 크리 시스 속</em&gt; 해조 바이오 매스

The need to replace petroleum fuels with alternatives from renewable and more environmentally sustainable sources is of growing importance. ...

이 실험 절차의 전반적인 목표는 상용 Isochyrsis 조류로부터 바이오디젤을 생산하는 동시에, 가치 있는 공동 생산물인 장쇄 알케논(long chain alkenones)을 함께 분리하는 것입니다. 이 방법은 재생 에너지 분야의 핵심적인 질문, 즉 조류 바이오 연료가 석유 기반 연료의 실행 가능한 대안이 될 수 있는지에 대한 답을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.이 기술의 주요 장점은 사용하는 조류가 이미 산업적으로 배양되고 있어 여러 상업적 공급업체로부터 수 킬로그램 단위로 구매할 수 있다는 점입니다. 또한, 이 특정 조류는 공동 생성물로 분리 가능한 장쇄 알케논(long chain alkenones)으로 알려진 독특한 지질군을 생합성합니다. 실험 절차의 시연은 저희 연구실의 대학원생인 John Williams가 진행하겠습니다.시판되는 습식 isochrysis 페이스트를 준비하려면, 1kg 포장지에 작은 구멍을 내어 약 300g을 150 x 75mm 결정 접시에 짭니다. 이 페이스트는 약 80%의 수분을 함유하고 있으며, 색상은 짙은 녹색 또는 거의 검은색에 가깝고 자극적인 냄새가 납니다. 페이스트를 공기 중에서 건조시켜 약 20mm 두께의 층을 만듭니다.건조된 바이오매스를 질량을 미리 알고 있는 셀룰로오스 추출 딤블에 긁어 넣습니다. 그런 다음 isochrysis 바이오매스의 무게를 기록합니다. 약 50에서 60 g의 건조된 isochrysis를 속슬렛 추출 장치로 옮깁니다.그런 다음, 소슬렛 플라스크에 400 milliliters의 hexanes를 채웁니다. 냉각수와 열원을 켜고 소슬렛 추출을 1~2일 동안 반복합니다. 용매의 색상이 진한 녹색에서 옅은 노란색으로 변하면 추출이 완료된 것입니다.실온으로 식힌 후 회전 증발기를 사용하여 헥산을 제거합니다. 마지막으로 헥산 조류 오일의 무게를 측정합니다. 헥산 조류 오일이 담긴 플라스크에 메탄올과 디클로로메탄을 2:1 비율로 혼합한 용액을 10배 부피로 넣어 용해시키는 것으로 시작합니다.다음으로 마그네틱 바를 넣고, 오일 부피의 2와 2/3배에 해당하는 물을 추가한 뒤, 오일 무게의 절반에 해당하는 질량의 수산화칼륨을 넣습니다. 이제 플라스크를 500 mm 길이의 환류 냉각기에 연결합니다. 흄 후드 내에서 혼합물을 교반하며 60 °C로 3시간 동안 가열합니다.반응액을 냉각시킨 후, 회전 증발 농축기로 유기 용매를 제거합니다. 그런 다음, 남은 수성 혼합물을 1L 분별 깔때기에 붓고 동일한 부피의 hexanes를 첨가합니다. 모든 물질이 깔때기로 옮겨지도록 플라스크를 hexanes로 헹굽니다.깔때기를 흔들어 층이 분리되도록 합니다. 다음으로, 아래쪽의 수성층을 플라스크에 붓고 위쪽의 유기층을 두 번째 플라스크에 따라냅니다. 두 층을 모두 보관하십시오.유기층이 연한 황록색이 될 때까지 헥산 추출을 반복합니다. 그 다음 수집된 유기 추출물들을 합치고 회전 증발 농축기로 농축하여 중성 지질을 분리합니다. 이 지질들은 녹색 고체 형태로 나타나며 60에서 70 °C 사이의 녹는점을 가집니다.다음으로, 6 M 염산을 사용하여 수성층의 pH를 2로 산성화합니다. 그런 다음, 이전과 동일하게 헥산과 분별 깔때기를 사용하여 산성화된 수성층에서 유리 지방산을 추출합니다. 마지막으로, 회전 증발기로 결합된 유기 추출물에서 헥산을 제거하여 정제된 유리 지방산을 얻습니다.30 °C 직상에서 녹는 검은색에 가까운 진녹색의 오일리한 잔여물입니다. 6배 부피의 methanol chloroform을 사용하여 지방산을 용해시킨 후, 모든 지방산이 반응 플라스크로 옮겨지도록 헹구면서 용액을 교반 바가 들어 있는 두꺼운 벽의 고압 반응 플라스크에 붓습니다. 다음으로, 흄 후드 아래에서 농축 황산을 첨가합니다.플라스크를 밀봉하고, 1시간 동안 교반하면서 혼합물을 90 °C로 가열합니다. 반응물을 실온으로 냉각시킨 후, 분별 깔때기에 붓고 2배 부피의 물을 첨가합니다. 이제 분별 깔때기를 흔들어 층이 분리되도록 한 다음, 아래층을 미리 무게를 잰 둥근 바닥 플라스크에 따라냅니다.그 후, 회전 증발기로 용액을 농축하고 생성된 바이오 디젤의 질량을 기록합니다. 이제 가스 크로마토그래피를 사용하여 해당 물질을 분석할 수 있습니다. 중성 지질은 둥근 바닥 플라스크에서 긁어내어 무게를 잰 후, 정제를 위해 플라스크로 옮깁니다. 먼저 최소량의 디클로로메탄에 중성 지질을 녹이는 것부터 시작하십시오.그 다음, 100 g의 실리카겔이 충진된 크로마토그래피 컬럼에 용액을 주입합니다. 이어서, 약 150 mL의 디클로로메탄을 사용하여 가벼운 압력으로 실리카겔을 통해 용액을 희석시킵니다. 용매를 채울 때 실리카겔 층이 흐트러지는 것을 방지하기 위해 컬럼 상단에 얇은 모래 층을 추가합니다.250 milliliter 라운드 바텀 플라스크에 노란색 윈트를 수집합니다. 그런 다음 회전 증발기로 dichloromethane을 제거합니다. 결과물은 오렌지색 고체 형태여야 합니다.끓는 헥산에서 고체 성분을 재결정화합니다. 먼저 100 milliliters를 넣은 다음, 용액이 균질해질 때까지 끓는 헥산을 계속 추가합니다. 이제 결정화를 촉진하기 위해 용액을 실온으로 천천히 냉각시키고, 여과 장치를 사용하여 결정화된 알케논(alkenones)을 수집합니다.소량의 얼음처럼 차가운 hexanes를 사용하여 플라스크를 헹굽니다. 처리 전, isochrysis 페이스트를 먼저 건조시켜 해조류 냄새가 나는 검은색의 녹색 조각 형태 물질을 얻었습니다. 이와 대조적으로, 분말 형태의 isochrysis는 황갈색의 미세하게 분쇄된 건조 분말로, 추가 처리 없이 그대로 사용하였습니다.헥산(hexanes)을 이용한 Soxhlet 추출 결과, 분말보다 페이스트에서 추출한 조류 오일의 수율이 상당히 더 높게 나타났습니다. 조류 오일 내의 아실글리세롤(Acylglycerols)은 수용성 카르복실레이트로 전환되었으며, 이를 통해 두 출발 물질 모두에서 중성 지질과 유리 지방산이 거의 정량적인 부피로 추출되었습니다. 하지만 생성물의 비율은 서로 달랐습니다.에스테르화를 통해 지방산 메틸 에스테르가 생성되었습니다. 바이오 디젤로도 알려진 이 물질은 검은색에 가까운 진한 녹색의 오일리한 액체입니다. 수율은 90%를 초과하였습니다. 생성물은 텍스트 프로토콜에 기술된 대로 탈색하였습니다.정제된 바이오디젤 연료의 FAME 분석 결과, 두 가지 출발 물질에서 유사하지만 동일하지는 않은 프로파일이 나타났습니다. DCM을 사용하여 실리카로 용해된 중성 지질을 여과하면 적황색 고체가 얻어지며, 이를 헥산으로 재결정하여 분석적 순도의 알케논을 얻었습니다. 이 영상을 시청한 후에는 시판되는 이소크리시스를 바이오디젤로 가공하고 부산물로 순수 알케논을 분리하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.이 기술을 숙달하면 추가 연구를 위해 상당량의 조류 바이오디젤과 알케논을 지속적으로 생성할 수 있습니다. 이 기술의 개발을 통해 예측이나 시뮬레이션에 의존하는 대신, 다양한 연료 테스트를 수행하는 데 필요한 충분한 양을 확보함으로써 조류 바이오디젤의 연료 특성을 비판적으로 검토할 수 있는 길이 열렸습니다. 강산 또는 강염기를 다루거나 밀폐된 용기 내에서 내용물을 가열하는 것은 매우 위험할 수 있다는 점을 잊지 마십시오.이 단계들을 수행하는 동안 반드시 적절한 개인 보호 장구를 착용하고 흄 후드 내에서 작업하십시오.

experimental-protocol-for-biodiesel-production-with-isolation

Research

연구

JoVE Journal

Environment

환경

출처: Ginies, C., et al. Bacillus cereus의 지방산 식별. J. Vis. 경험. (2016년)이 비디오는 바이오매스를 알칼리성 용액으로 처리한 후 다운스트림 분석을 위해 상 분리 및 용매 증발을 수행하여 박테리아 샘플에서 지방산 메틸 에스테르(FAME)를 제조하는 과정을 보여줍니다.

박테리아 바이오매스에서 지방산 메틸 에스테르(FAME)의 제조

기계적 세포 파괴, 용매 기반 지질 추출, 에스테르 교환 반응 및 정량 가스 크로마토 그래피를 사용하여 지방산의 식별에 기초하여 미세 조류의 지방산 함량 및 조성의 결정을위한 방법을 설명한다. tripentadecanoin 내부 표준 물질은 추출과 불완전 에스테르 교환시 가능한 손실을 보상하기 위해 사용된다.

미세 조류의 지방산 콘텐츠 및 조성 분석

나일 레드 염색 절차를 사용하여 조류 세포의 중성 지질 함량을 결정하기위한 간단한 프로토콜을 설명한다. 이 시간을 절약 할 수있는 기술은 기존의 중량 측정 기반 지질 정량 프로토콜에 대한 대안을 제공합니다. 그것은 모니터링 생물 공정 성능의 특정 애플리케이션을 위해 설계되었다.

형광을 사용하여 조류 세포에서 중성 지질을 측정하기위한 간단하고 빠른 프로토콜

미세조류 배양과 산업용 연도 가스의 통합은 궁극적으로 중금속 및 기타 무기 화합물을 성장 배지에 도입할 것입니다. 이 연구는 광생물반응기에서 자란 Nannochloropsis salina의 성장에 대한 중금속 및 무기 오염 물질의 최종 운명과 영향을 결정하는 데 사용되는 절차를 제시합니다.

중금속과 미세 조류의 생산성에 다른 무기 오염 물질의 정량화

2차원 가스 크로마토그래피-비행 시간 질량 분석 방법은 조류의 열수 액화에서 생성된 바이오 원유의 수성 분획을 특성화하기 위해 설명됩니다. 이 프로토콜은 또한 빠른 열분해, 촉매 빠른 열분해, 촉매 탈산소화 및 수소 처리에서 액체 생성물의 수성 분획을 분석하는 데 사용할 수 있습니다.

비행 시간 형 질량 분석과 2D 가스 크로마토 그래피를 사용하여 조류의 열수 액화에서 수성 분수의 질적 특성

이 논문은 다른 방법과 관련하여 적절한 운동 성장 매개 변수를 추정하기 위해 사용할 수있는 벤치 규모의 광합성 생물 반응기의 조립 공정 및 작동에 대해 설명합니다. 이 시스템은 센서, 데이터 수집 및 제어 장치 및 오픈 소스 데이터 수집 소프트웨어를 사용하여 pH, 빛 및 온도를 지속적으로 모니터링합니다.

키네 성장 시험을위한 온도, 빛 및 pH 모니터링을 갖춘 벤치 규모의 조류 광합성 생물 반응기의 건설 및 설치

여기, 우리 실험실 규모 거품 열 photobioreactors를 생성 하 고 문화 microalgae를 그들을 사용 하 여 프로토콜을 제시. 그것은 또한 문화 성장 율 및 중립 지질 내용에 대 한 메서드를 제공합니다.

중립 지질에 대 한 녹색 미세 거품 열 Photobioreactors에 시험 재배

천연 가스 발전소 연도 가스의 이산화탄소를 활용하여 열린 경마장 연못에서 미세 조류를 재배하는 프로토콜이 설명되어 있습니다. 연도 가스 주입은 pH 센서로 제어되며, 미세조류 성장은 광학 밀도의 실시간 측정으로 모니터링됩니다.

발전소의 탄소 포집과 미세조류 재배를 위한 반자동 개방형 경마장 연못 결합

대기 오염은 모든 유기체의 삶의 질에 영향을 미칩니다. 여기에서는 바이오가스 처리(이산화탄소와 황화수소의 동시 제거)를 위한 미세조류 생명공학의 사용과 준공업용 개방형 고속 조류 연못을 통한 바이오메탄 생산 및 처리 효율, pH, 용존 산소 및 미세조류 성장에 대한 후속 분석에 대해 설명합니다.

Semi-Industrial High Rate Algal Ponds에서 Microalgae-Bacterial System을 사용하여 바이오 가스 정화

알칼리성 촉매를 사용하는 식물성 기름에 대한 안전한 초음파 보조 에스테르 교환 방법이 여기에 제시되어 있습니다. 이 방법은 순수 바이오디젤 제품을 준비하는 데 빠르고 효율적입니다.

식물성 기름에서 바이오 디젤 제품의 초음파 보조 준비

학습하세요 Isochrysis 미세조류로 바이오디젤 생산 및 알케논 공동 분리 방법을. Soxhlet 추출과 트랜스에스터화를 활용하여 90% 이상 수율의 바이오디젤과 고부가가치 알케논을 동시에 얻는 지속가능한 재생에너지 기술입니다.

상업에서 로서도으로 Alkenones의 분리와 바이오 디젤 생산을위한 실험 프로토콜

더 많은 동영상 탐색