一种微藻破壁提取蛋白的方法

本发明涉及藻类提取技术领域，具体而言，涉及一种微藻破壁提取蛋白的方法。

空气能作为一种即可制热又可制冷的低碳新技术广泛应用在各行各业。微藻中蛋白的提取往往需要破壁处理，常规的冻融破壁法只单一利用了制冷设备制的冷，而压缩过程中产生的热基本都逸散到环境中，从而产生能源浪费。此外，常规冻融设备通常将冷冻和融化分为两个环节，需要配置较多的设备，未实现空气热能的有效利用。

鉴于此，本发明提出了一种微藻破壁提取蛋白的方法，旨在解决现有微藻中蛋白提取过程中能源浪费较多且工艺复杂的问题。

本发明提出了一种微藻破壁提取蛋白的方法，包括以下步骤：步骤1，筛选目标藻原料、准备破壁处理的原料，并调节所述目标藻原料中的含水率以制备微藻样品；

步骤2，利用冷冻机中的制冷剂在膨胀和压缩过程中与空气换热而将冷冻区和融化区的温度调节至设定值后，将所述微藻样品放置到转动的传送带上，使得所述微藻样品先在冷冻环节迅速冷冻，再随着传送带运转进入速融区域；

步骤3，将融解后的所述微藻样品输送至提取工段中进行蛋白提取，所述冷冻机中的制冷剂经膨胀后，继续吸收所述冷冻区的热量，为所述冷冻区提供低温环境；如此循环，形成一个完整的蛋白提取流程。

进一步地，上述微藻破壁提取蛋白的方法中，所述目标藻原料中的蛋白含量为20-90%。

进一步地，上述微藻破壁提取蛋白的方法中，所述冷冻区的设定温度为-40℃~-80℃，所述速融区的设定温度为60℃~120℃。

进一步地，上述微藻破壁提取蛋白的方法中，所述传送带贯通所述冷冻区和所述融化区。

进一步地，上述微藻破壁提取蛋白的方法中，所述蛋白提取的保温环节中所需的热能由速融工段输出的热介质提供。

本发明提供的微藻破壁提取蛋白的方法，利用冷冻机中的制冷剂制冷过程中产生的低品位空气热能对冷冻的藻进行快速融化，不仅节能，而且使冷冻和速融工段工艺生产连贯，简化了工艺，提高了生产效率和生产的经济性；实现冷热同时利用，提高了能量利用效率，适于大规模推广利用。

图1为本发明实施例中提供的微藻破壁提取蛋白的方法流程示意图。

以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也视为本发明的保护范围。

结合图1，本发明提供的微藻破壁提取蛋白的方法包括以下步骤：

步骤1，筛选目标藻原料、准备破壁处理的原料，并调节所述目标藻原料中的含水率以制备微藻样品。

具体而言，目标藻原料可以为螺旋藻、小球藻、蓝藻、雨声红球藻。准备破壁处理的原料即为对目标藻进行破壁所需要的原料，可以根据实际情况选择，本实施例对其不作限定。目标藻原料中的蛋白含量为20-90%。

步骤2，利用冷冻机中的制冷剂在膨胀和压缩过程中与空气换热而将待冷冻区和融化区的温度调节至设定值后，将所述微藻样品放置到转动的传送带上，使得所述微藻样品先在冷冻环节迅速冷冻，再随着传送带运转进入速融区域。

具体而言，冷冻区的设定温度可以为-40℃~-80℃，所述速融区的设定温度可以为60℃~120℃。实际操作时，可根据实际需求调节冷冻机的工作参数，以适应不同工段的温度需求，提高经济效益。传送带贯通所述冷冻区和所述融化区，传送带的转速可以根据实际情况调整。实际中，可以将冷冻区和融化区之间除去传送带的部分隔开。传送带的设置，可以实现连贯生产，提高生产效率。

具体实施时，启动冷冻机，利用其中的制冷剂的膨胀和压缩分别为所述冷冻区域和所述融化区域提供冷量和热量。制冷剂可以为氟里昂、氨、溴化锂或氯甲烷等。较具体的，冷冻机的蒸发器和冷凝器可以分别通过柔性管与冷冻区和速融区连通。

冷冻机开始工作后低温低压的液态制冷剂被运送至蒸发器加热蒸发转化为气态，制冷剂由液态转化为气态这个过程会吸走冷冻区内的热量，以使得冷冻区的温度下降至设定值；然后低温低压的气态制冷剂被运送到压缩机，压缩机消耗电能的情况下，将该低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压气态并排入冷凝器，在冷凝器中向速融区的空气中放热，以使得该区域的温度达到设定值，另一部分气态制冷剂换热后变成常温高压气态，经膨胀阀节流为低压低温的制冷剂，再次送至蒸发器从而完成热量传递的循环。

可以看出，本实施例中，利用一套设备同时实现冷冻和速融，减少了设备数量，降低了设备投资成本；同时实现冷量和热两利用，提高了工艺生产能量利用效率。

步骤3，将融解后的所述微藻样品输送至提取工段中进行蛋白提取，冷冻机中的制冷剂经膨胀后，吸收热量，为所述冷冻区提供低温环境；如此循环，形成一个完整的蛋白提取流程。

具体而言，蛋白提取的保温环节中所需的能量由速融工段中输出的热介质提供。此处的热介质为速融区中吸收热量后的空气。

具体实施时，可以通过设置智能远程数智调控设备，根据实际需求，调节冷冻机制热或者制冷，实现微藻高效破壁蛋白的提取，产出所需产品，控制过程灵活简便，可根据不同阶段不同需求产生不同数量、不同品位的能量，如需制冷温度低，可使冷冻介质快速流转就可实现，如需速融温度高，可加速热介质的流转即可实现。

本发明提供的微藻破壁提取蛋白的方法利用冷冻机中的制冷剂制冷过程中产生的相对高品位的空气热能对冷冻的藻进行快速融化，不仅节能，而且使冷冻和速融工段工艺生产连贯，简化了工艺，提高了生产效率和生产的经济性；实现冷热同时利用，提高了能量利用效率，适于大规模推广利用。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。