微生物柴油的研究现状及展望

目录

1.前言 (2)

2.微藻生物柴油的优势 (3)

2.1微藻的含油量 (3)

2.2微藻生长快，生物量大 (4)

2.3藻类的生长空间广阔 (5)

2.4藻类的净化作用 (5)

3.微藻生物柴油的生产工艺 (6)

3.1微藻的筛选和培育 (7)

3.1.1高油脂微藻的筛选与生理生化调控研究 (7)

3.1.2应用基因工程技术构建高油脂工程微藻[12] (7)

3.2微藻的大规模培养 (9)

3.2.1开放式光合生物反应器(open photobioreactor) (9)

3.2.2封闭式光合生物反应器(closed photobioreactor) (10)

3.3微藻的采收 (11)

3.4微藻油脂的提取以及生物柴油的制备 (11)

3.4.1抽提油脂-甲酯化法 (11)

3.4.2热解法 (12)

4.存在的问题及今后的研究方向 (13)

4.1存在的问题 (13)

4.2当前及今后的研究重点 (13)

5.结语 (14)

参考文献 (15)

微藻生物柴油的研究现状及展望

摘要：随着世界能源危机和环境恶化的加剧，新型绿色燃料——生物柴油备受关注。目前，世界范围内主要以油料作物和动物脂肪为原料生产生物柴油，但存在很多局限性。藻类本身具有很多优点，以藻类为原料生产的生物柴油是真正的环保可再生能源，但是藻类生物柴油的生产工艺费用较高，生产技术还不成熟，仍需要进一步的研究。该文主要介绍微藻生物柴油的优越性、生产工艺流程，分析生产过程中存在的问题，展望未来藻类生物柴油生产工艺研究的重点，以及微藻生物柴油的发展趋势。

关键词：微藻；生物柴油；优越性；生产工艺

Abstract:With the aggravation of energy crisis and environmental pollution worldwide,biodiesel fuel has received more and more attention in recent years.At present,biodiesel is mainly derived from oil crops and animal fat,it can not meet environmental and economic sustainability. Lots of studies have shown algae are the most promising source for biodiesel production,so algae-based biodiesel has become more attractive. Because of its environmental benefits,algae-based biodiesel is considered as the most potential fuel alternative.As technologies for biodiesel production are sophisticated and costy,biodiesel production from algae is limited.This paper reviews the current status of microalgae used for biodiesel production,including its advantages and production process.Furthermore,production challenges and future perspectives for algae-based biodiesel production are also discussed.

Key words:algae;biodiesel;advantages;production process

1.前言

生物柴油是以生物体油脂与醇类物质(通常为甲醇、乙醇)为原料，通过酯化反应而得到的长链脂肪酸甲酯[1]，具有资源可再生、环境友好、可替代化石燃料的特点。

以动植物油脂为原料的生物柴油其原料成本占总生产成本的75%左右,并且消耗大量可食用的植物油脂；以餐饮废弃油脂为原料虽然可有效降低生产成本,但原料来源有限,难以满足大规模生产的需要,且产品的质量难以保证。

藻类是一种独特的光合生物，可将太阳能直接转化为化学能并且能够累积高含量的天然油脂；藻类分布广泛，适应环境能力强，在光照和潮湿的环境中几乎都有藻类的存在，有些甚至可以在盐碱环境下生长，与油料植物相比，藻类无需占用耕地资源，不会与农业产生竞争关系，不会造成粮食危机；藻类生长周期短，克服了油料植物生长周期长、易受季节变换和气候影响的特点，能为生物质燃料提供持续的原料供应。目前，藻类生物柴油是一个研究

热点，具有广阔的开发利用前景。藻类按其大小可分为大藻和微藻，大藻是直径大于2mm的藻体，微藻是直径小于2mm的单细胞或丝状藻体，微藻油脂含量较高，生长较快。是制

备生物柴油的较好藻类[2]。目前，世界范围内大多以绿藻纲和硅藻纲中的高油脂微藻为原料研究生物柴油生产工艺，尤其是绿藻纲中的小球藻被认为是理想的能源微藻资源。大规模工业化生产的藻类生物柴油存在潜在的价格竞争优势，与其他燃料相比，藻类生物柴油具有更大的经济价值和环境效益。

2.微藻生物柴油的优势

2.1微藻的含油量

Microalgae Oil content

Botryococcus braunii25%~75%

Chlorellasp.28%~32%

Crypthecodinium cohnii20%

Cylindrothecasp.16%~37%

Dunaliella primolecta23%

Dunaliella salina14%~20%

Dunaliella.Tertiolecta36%~42%

Isochrysissp.25%~33%

Monallanthus salina>20%

Nannochlorissp.20%~35%

Nannochloropsissp.31%~68%

Neochloris oleoabundans35%~65%

Nitzschiasp.45%~47%

Phaeodactylum tricornutum20%~30%

Scenedesmusdimorphus16%~40%

Scenedesmus obliquus35%~55%

Schizochytriumsp.50%~77%

Tetraselmis sueica15%~23%

Thalassiosira pseudonana21%~31%

表1一些微藻的油脂含量[3-5]

Table1Oil content of some microalgae(dry wt)

目前用于发酵产油脂的藻类主要有Chlorella protothecoides和Chlorella vulgaris等,有研究表明微藻在混合培养条件下较自养时可积累更多的油脂。2008年第6期介绍了张蔚等发表的论文《蛋白核小球藻发酵产油脂的研究》[6]。作者分析了5种不同来源的小球藻在混合培养条件下细胞生长和油脂积累情况,筛选到油脂产量高的 C.pyrenoidosa菌株；进一步分析发现该菌株能在以D-木糖为碳源的培养基中较好地生长和积累油脂,以脱毒水稻秸秆酸水解液为培养基时的生物量为 2.1g/L,油脂含量为34.6%,有望用于以木质纤维素等可再生生物资源为原料生产油脂。