Experimenteel protocol voor de productie van biodiesel met Isolatie van Alkenones als coproducten van Commercial Isochrysis Algenbiomassa

Het algemene doel van deze procedure is om biodiesel te produceren uit commercieel verkrijgbare Isochyrsis Algen terwijl de co-isolatie van lange keten alkenonen als waardevol bijproduct wordt toegestaan. Deze methode kan helpen om belangrijke vragen op het gebied van hernieuwbare energie te beantwoorden. Zoals, onze algenbrandstoffen, levensvatbare alternatieven voor op aardolie gebaseerde brandstoffen.

Het grote voordeel van deze techniek is dat de algen die we gebruiken al industrieel zijn gekweekt en kunnen worden gekocht in hoeveelheden van meerdere kilogrammen bij verschillende commerciële leveranciers. Bovendien synthetiseren deze specifieke algen een uniek assortiment lipiden, bekend als lange keten alkenonen, dat als bijproduct kan worden geïsoleerd. Het demonstreren van de procedure zal worden gedaan door John Williams, een afgestudeerde student in mijn lab.

Om de commercieel verkrijgbare natte isochrysis pasta voor te bereiden, snijdt u een klein gaatje in een pakket van één kilogram en perst u ongeveer 300 gram op een kristalliseerbak van 150 bij 75 millimeter. De pasta bestaat voor ongeveer 80% uit water, is donkergroen, bijna zwart en heeft een doordringende geur. Laat de pasta aan de lucht drogen om een laag van ongeveer 20 millimeter dik te creëren.

Schrap de droge biomassa in een cellulose extractie thimble van bekende massa. Noteer vervolgens het gewicht van de isochrysis biomassa. Breng ongeveer 50 tot 60 gram droge isochrysis over in een soxhlet extractie apparaat.

Vervolgens vult u de soxhlet fles met 400 milliliter hexaan. Schakel de condensor water en warmtebron in en laat de soxhlet een tot twee dagen cyclus. Wanneer de kleur van het oplosmiddel van donkergroen naar een zwakke gele kleur is veranderd, is de extractie voltooid.

Koel het af tot kamertemperatuur en gebruik een roterende verdamper om het hexaan te verwijderen. Weeg tenslotte het hexaan algen olie. Begin door het hexaan algen olie op te lossen in zijn fles met 10 volumes van twee op één methanol dichloormethaan.

Voeg vervolgens een roerstaaf toe en twee en twee derde delen water vergeleken met het olievolume en voeg een massa kaliumhydroxide toe die de helft van het oliegewicht is. Bevestig nu de fles aan een 500 millimeter lange terugvloeicondensor. Verwarm het mengsel onder roeren gedurende drie uur tot 60 graden Celsius in een afzuigkap.

Na afkoeling van de reactie, verwijder de organische oplosmiddelen op een roterende verdamper. Giet vervolgens de resterende waterige mengsel in een scheidingskolven van één liter en voeg een gelijk volume hexaan toe. Spoel de fles met het hexaan af om ervoor te zorgen dat al het materiaal overgaat in de trechter.

Schud de trechter en laat de lagen scheiden. Giet vervolgens de onderste waterige laag in een fles en giet de bovenste organische fase in een tweede fles. Bewaar beide lagen.

Herhaal de hexaan extractie totdat de organische laag een zwakke gele groen kleur heeft. Combineer vervolgens de verzamelde organische extracten en condenseer ze op een roterende verdamper om de neutrale lipiden te isoleren. Deze lipiden verschijnen als een groenige vaste stof en hebben een smeltpunt tussen 60 en 70 graden Celsius.

Vervolgens maakt u de waterige fase zuur tot een pH van twee met behulp van zes molair zoutzuur. Trek vervolgens de vrije vetzuren uit de aangezuurde waterige fase met hexaan en een scheidingskolven, zoals eerder. Verwijder tenslotte het hexaan uit de gecombineerde organische extracten op een roterende verdamper om gezuiverde vrije vetzuren te verkrijgen.

Een donkergroen bijna zwarte olieachtige residue die net boven 30 graden Celsius smelt. Los de vetzuren op met behulp van zes volumes methanol chloorform en giet vervolgens de oplossing in een dikke hogedruk reactie fles met een roerstaaf. Spoel af om ervoor te zorgen dat alle vetzuren overgaan in de reactie fles. Voeg vervolgens onder een afzuigkap geconcentreerd zwavelzuur toe.

Zegel de fles en verwarm het mengsel tot 90 graden Celsius onder roeren gedurende een uur. Na afkoeling van de reactie tot kamertemperatuur, giet het in een scheidingskolven en voeg twee volumes water toe. Schud nu de scheidingskolven, laat de fasen scheiden en laat de onderste laag in een vooraf gewogen ronde bodem fles lopen.

Concentreer vervolgens de oplossing op een roterende verdamper en noteer de massa van de resulterende bio diesel. De stof kan nu worden geanalyseerd met behulp van gas chromatografen. Neutrale lipiden kunnen van de ronde bodem worden geschraapt, gewogen en overgebracht naar een fles voor zuivering. Begin met het oplossen van de neutrale lipiden in een minimale hoeveelheid dichloromethaan.

Pipet de oplossing vervolgens op een chromatografie kolom die 100 gram silicagel bevat. Gebruik vervolgens lichte druk om de oplossing door de silica te verdunnen met ongeveer 150 milliliter dichloromethaan. Er wordt een kleine laag zand toegevoegd aan de bovenkant van de kolom om te voorkomen dat de silica wordt verstoord bij het vullen met oplosmiddel.

Verzamel de yelia wint in een ronde bodem fles van 250 milliliter. Verwijder vervolgens het dichloromethaan met een roterende verdamper. Het resultaat zou een oranje gekleurde vaste stof moeten zijn.

Herkristalliseer de vaste stoffen in kokend hexaan. Voeg eerst een aanvankelijke 100 milliliter toe en ga dan door met het toevoegen van kokend hexaan tot de oplossing homogeen is. Koel nu langzaam de oplossing af tot kamertemperatuur om kristallisatie te bevorderen en verzamel de gekristalliseerde alkenonen met behulp van een filtratie apparaat.

Gebruik een klein volume ijskoud hexaan om de fles te spoelen. Voorafgaand aan de verwerking werd de isochrysis pasta eerst gedroogd om een zwart, groen, schilferig materiaal te verkrijgen met een naar zeewier ruikende geur. De poedervormige isochrysis was daarentegen een geelbruin fijngemalen droge poeder dat zonder extra verwerking werd gebruikt.

Extractie uit beide materialen door soxhlet met hexaan gaf algen oliën met opbre