微藻产油综述
批判着看微藻类生物柴油
摘要
微藻类油的定量生产往往被高估。生产1 kg的藻类柴油所投入的盐分近似于1 kg矿物柴油的实际价格。电能生产微藻生物柴油的费用总额是消耗相同数量电能产生的收入的数倍。微藻培养作为食物的生物价值比作为燃料要高的多。普遍认同的观点是资金应该投资于微藻生物质生产，用来生产食品添加剂，饲料和药品。其目的是为了防止在微藻类生物柴油上做太过草率的决定和投资。
关键词： 生物柴油/微藻
1. 简介
生产微藻油是一个古老的想法，这些想法几乎每十年反复出现，到现在已经持续了50年了。从本世纪一开始，微藻一直被认为可能是柴油燃料良好的可再生来源。藻脂肪酸转化为甲酯或者乙酯可以用作生物柴油。全世界各地都在使用这个方法，同时这种方法常常被一厢情愿的证据支撑着。现如今人们甚至可以在网络上找到许多电子书或者其它的来源卖“在家”或者“在车库”里生产海藻类生物柴油的方法。事实上，几乎用任何有机体作为来源来生产生物柴油都没有很多技术障碍。作为一个跨学科的事业，藻类柴油的方法需要能光合自养的生物技术和化学工业方面的理论知识以及实际生活经验。大部分情况下，实际的生活经验主要基于实验室的观察和小型的户外设备。乐观的结果往往来自于更大体积或者表面积层面上的推断。 Chisti的图表上显示微藻生物量应该相当便宜，为了使微藻生物柴油的生产经济合理，原油应该更加昂贵。针对微藻生物量主要成本减少的研究和开发值得融资，但是微藻生物柴油的生产现如今完全是毫无理由的冒险。特别要说的是，这对中小企业来说简直就是灾难。这和Schneider的观点不谋而合，同时和Carlsson发表的结果相吻合。关于藻类生物柴油，他们俩都参考了Gerald Cysewski的言论：“如果不是微藻类，我根本看不到这种情况。”
在一个讲座中，Venter提到转基因藻类对于生物燃料的生产有着很好的前景。然而，初步选定的高产且单一栽培的品种不能轻易种植在室外的池塘或者咸水湖。水池里的原生品种将会占主导地位，这些品种将与新引进的藻类品种竞争。可以通过基因操作增加藻类三酰甘油的含量，但是增长率可能还是维持在一个有限的数字，因为增长率和三酰甘油的含量逆相关。高含油脂的品种也已经可供使用。对其中一些品种来说，报道称含油量80%的品种没有把焦点放在其相当低的增长率。另外我们不禁要问：“在这些高产的品种中，我们把什么称作油类，是三酰甘油还是全部的油脂？”
我们不质疑生物柴油其它来源的经济相关性，比如说更高等的植物，要么是普通含油的物种要么是新奇含油的物种。一世纪之前，R.Diesel做过实验，他用植物油作为燃料来发动引擎。高等植物的优势在于不断的二氧化碳供应，而藻类则需要搅拌以确保二氧化碳这种极其重要成分的供应。植物通过它们的叶子来接收和使用直射光，反射光以及耗散光，而藻类只能使用到达水分表面的光。藻类培育的另外一个不利条件是需要更长的时间来加热水层以达到最佳温度。在植物中，油主要储存在干燥成熟的种子里，而藻类油脂主要存在于高含水量的细胞膜中。这其实就意味着藻类产油的数量还要和植物油的质量竞争。还有一些其他的研究人员认为微藻生物柴油生产不是一个现实的选择。这篇论文的目的就是要仔细来看看微藻产油还需要被考虑在内的障碍所在之处以防止在微藻类生物柴油上做太过草率的决定和投资。
2.营养培养基
藻类正常情况下生长在营养培养基中。在营养培养基中，盐类要和组成藻类细胞的矿物质相符合。保持正确的盐类比例是高产的先决条件。就我们的研究实践而言，我们得出一个结论，12kg微藻生物量大约可以获取1 kg的生物柴油。生产12kg的微藻生物量需要2 kg
尿素（尿素可用作2.666kg硝酸铵，5.465kg硝酸钙或者5.665kg硝酸钠），0.530 kg磷酸二氢钾，0.370kg硫酸镁以及几种其它微量营养物。这些盐类的总成本，尽管只是总花费的一小部分，仍然接近于1 kg 柴油燃料的实际价格。如果在培育过程中使用未经加工的海水，未必会增加钠离子的浓度，只是节约了硫酸镁和一些微量营养物的花费。此外，氮盐和磷盐可供给于用来微藻培育的装置或者咸水湖。据文件记载，当藻类细胞缺乏一种必要的营养素，相比于培育在均衡介质中的藻类，它们会分泌出10倍有机物。同时据说，高含量的有机基质会刺激细菌生长，细菌生长可以增加五六倍。培育在如此富营养化的水体中并没关系，因为藻类并不能完全代表它们全部的生产能力。
微藻细胞钠离子含量相对较低，这些细胞一直在试着驱除超量的钠离子，这导致介质的pH值增加。 随着培育过程的推进，碳酸氢钠开始聚集，其浓度成比例的增长。钠离子主动转移出细胞需要消耗能量和ATP，这对藻类的生长产生了不良的影响。考虑到这些，为了达到要求的日产量，必须放掉池塘中的水，在特定的时间里重新注入新的介质直到达到最佳藻类密度。这个生产步骤即耗时又耗力。
用于培育藻类的水池中的盐类和重金属的含量需要严格控制，因为藻类常常会聚集重金属离子。这会引起生物量的化学污染和细菌污染。和一些观点不同的是，这也是限制食品添加剂和饲料生产的原因之一。
3.二氧化碳的供应
从烟灰，尘土，不完全燃烧的产物以及二氧化硫中来的废气必须要净化。这一步常常通过碳酸氢钠的逆流吸收溶解来进行。 用于此目的的设备需要一定的能源费用，这些费用用于瓦斯鼓风机和清洗溶液泵。纯净的气体中包含15%的二氧化碳，这些二氧化碳在压力下引进藻类装置以克服来自油脂层的液体静压力。热力学上的消耗也要考虑在内。这些过程一起实施的话，生产1kg的生物柴油需要近1kwh的能量。
Chisti的观点需要修正。他的观点是每年水塘和光生物反应器中二氧化碳的消耗量和1.83 kg的生物量相同，通过化学计算是正确的。早些时候据报道水塘中供应的二氧化碳低于20%被有效利用。在严格控制下，如果不限制小球藻的生长，水塘中大约70%的二氧化碳被利用。不幸的是这样严格的控制在很大范围内几乎无法实现。事实上，如果在主要成本中，二氧化碳的价格容易计算的话，室外池塘中的解吸可能会彻底影响到经济。根据简单的化学方程式：2NaHCO3→Na2CO3+CO2+ H2O – Q，即使介质中一开始就有碳酸氢钠，在338摄氏度的培育温度下，二氧化碳施加8毫米汞柱的分压同时从粗糙表面释放出来。这些耗损是无法避免的。因此，在室外池塘中培育1kg干燥的藻类生物量需要至少5到6kg的二氧化碳。在理想条件下培育，甚至需要更多额外的二氧化碳以满足藻类完全的光合潜力。二氧化碳的逆流吸收可以运用于光生物反应器中，但是在抽掉氧气的过程中，也会损耗一定数量的二氧化碳。
我们不否认没有额外的二氧化碳供给和搅拌，在水池中培育藻类也是可能的，但是由于培育过程中的几个障碍问题，我们发现培育出来的品种将会比我们预期的要低等。自然中可供利用基质的消耗将会降低增长率。低比例的二氧化碳和氧气加上强光将会增强核酮糖中加氧酶的功能，同时各自达到光呼吸的更高层次。我们先前的结果表明，在我们停止供应二氧化碳后的15分钟内，光呼吸产生的细胞外的羟基乙酸在介质中聚集。没有额外的二氧化碳供应的话，藻类的密度每立方分米不足0.5克。特别需要提到的是海水中主要的自由有机物质是羟基乙酸，它是浮游植物光呼吸的产物。我们期待着水池有着相似的水质特征，这可能是不良藻类生物量损耗的先决条件。要不然的话，所有温暖的水池和室外的池塘本应该变成藻类的天堂。在一些相当具体的情况下，即在具有独特环境特征的地方，如Tchad的喀喀湖（螺旋藻属自然生长的地方）还有勒拉马斯（束丝藻属自然生长的地方），生长的生物量用作食品添加剂。实际上，野外的生物量没有额外的二氧化碳的供应不能用来大规模的生产。整个培育过程中必须保持二氧化碳的供应以确保整个培育面积内的均匀分布，这可以通过搅拌来实现。 其他学者证明在整个藻类悬浮体积内二氧化碳的浓度达到每平方米10到15克就可以完全消除光呼吸带来的负面影响。
4。藻类的生长
藻类产油要考虑的另外一个重要参数就是它们的生长。就这一点而言，处理和比较植物和藻类的收益及生物量的生产很有必要。地球上最高产的C3类植物是水葫芦--凤眼莲。据证明其最大产量是干重60吨/公顷/年，相当于17.3克/平方米/天。据另外一个研究小组报道水葫芦的日产量是干重22到53克/平方米，这个产量维持了大约7周。最高产的一种C4类植物是 多穗稗，其产量是干重100吨/公顷/年或者平均27.4克/平方米/天。生物量的聚集和光合效率密切相关。通常，光强度低的情况下，C3类植物的光合效率大约是4.7%；光强度高的情况下，其光合效率是1-2%。C4类植物在光强度低的情况下光合效率达到4%，光强度高的情况下光合效率是3-4%。理论上最大光合效率大约是34%。在非常低的光强度下，真正的价值不超过10%。记载的海产微藻类20天内的最大光合效率仅仅大约9%。特别要说的是，小球藻预计的光合效率是7%，最多达9%。在光强度高的情况下，这个参数更低。当大面积范围内培育藻类的时候，这种情况几无可能得到改善。在德州地区，藻类生物量产量的上限预计达42
200公斤/公顷/年。实际中最好的情况是从40700到53200升/公顷/年。Chisty参考的藻类生产干重量是0.035克/平方米/天，相当于理想条件下128吨/公顷/年。一种被认为是潜在的生物柴油来源的物种是颗石藻，这种藻类已经在室外水塘中培育。受控条件下，颗石藻的产量是20±18克/平方米/天（2.5-47.6克/平方米/天）。这就意味着藻类生物量总计达73吨/公顷/年，当培育在控制下的环境下（但不能是大面积的水池），就可以培育出藻类生物量。类似最高产量达48克/平方米/天的藻类是绿藻—斜生珊藻，其生长在一个20平方米的水沟里达3个月之久。
这儿需要指出的是藻类的生长环境光照充足，但是光照的持续性对于藻类产量来说是个限定的参数。 在室外的池塘或者自然照射下的光反应器中都无法得到高产，否则当白天低于12小时时，光反应器会在理想控制的条件下运行。培育阶段，尽管会比较长，也不会一年365天都在理想温度下达到光照12小时。继而，在室外池塘中，光和温度的变化大大影响了藻类的产量，这在澳大利亚的一个研究中得到广泛认可和证实。
Tchad湖中4公顷面积内的生物量生产大约是80吨/年。但是，从我们在同样的地点取样1kg的生物量的结果中显示，其样品中含有大约250克的沙石粉末（未发表的数据，Petkov, 1995）。根据公布发表的数据，在天然盆地中生长的藻类，产量预计大约是干重5.5克/平方米/天。这对咸水湖中藻类的生产也有着一定的价值。 Pulz和Scheibenbogen报道称光反应器中藻类的生产力是干重100克/平方米。在透明的1.5米的并有着0.15平方米的横截面（10块穿孔的平板，0.3米*0.5米，每两块平板之间距离是15厘米）的逆流圆柱体中，栅藻的日产量可长时间维持在干重50±1克。这相当于333克/平方米/天的产量，但这并不意味中在大型的装置中将会取得同样的结果。上面描述的装置的设计使得装置表面更大范围可受到直射，反射以及漫射光照射。每平方米面积上的高产也可以通过小小的垂直光生物反应器实现，因为这种反应装置可利用大量的光。但是当小模型扩展到一个工业规模的话，高产还是没办法实现。
藻类与生物燃料
藻类与生物燃料
摘要：微藻是生产生物燃料的优良原料,有望成为最重要的可再生能源之一，具有广阔的发展前景。
1 前言：随着全球经济的快速增长，石油和煤炭等化石能源的消耗大幅度上升，化石能源短缺危机已迫在眉睫，对生物质能等可再生能源的关注渐成热点。在众多的非粮生物质中，藻
类具有分布广泛、油脂含量高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等特点，用藻类制备生物燃料的研究开发方兴未艾。利用微藻制备生物燃料已成为热点。
2 藻类制备生物燃料简介
藻类是最原始的生物之一， 通常呈单细胞、丝状体或片状体，结构简单，整个生物体都能
进行光合作用，具有光合效率高、生长周期短、速度快的特点。藻类按大小通常分为大藻(海带、紫菜、裙带菜等)和微藻(单细胞或丝状体，直径小于1mm)。其中用于制备生物燃料的是
微藻。微藻种类繁多，分布极其广泛，其生长几乎不需要特别养分，只要有阳光、水和二氧
化碳， 无论在海洋、淡水湖泊等水域，或在潮湿的土壤、树干等处都能生存，也可在不适
合种植庄稼的土地上种植，甚至可生长在咸水里。
3 藻类生产生物燃料研究历程和进展
3.1 国外研究历程和最新进展
对微藻的研究起步较早，但真正成为热点是在2005 年以后。通过文献检索可以发现，有
关藻类生产生物燃料的论文，在上世纪90 年代数量极少，到2000 年后数量开始大幅度增长， 尤其是2007 后数量激增，研究增长趋势十分明显。早在20 世纪50 年代，美国麻省理工学
院就在校园内建筑物的屋顶开始进行养殖藻类生产生物燃料的试验，并在研究报告中第一次
提到了藻类生物燃料。1978 年，美国能源部可再生能源国家实验室开始养殖微藻生产生物
燃料项目(Aquatic Spices Program，简称（ASP 项目) 的研究， 研究内容从微藻筛选、微
藻生化机理分析、工程微藻制备到中试。该项目持续到1996 年，在实验室研究的基础上，研究人员在美国加利福尼亚州、夏威夷州、新墨西哥州等地进行了中试放大。中试装置运行
海洋微藻生产EPA和DHA的研究进展
海洋微藻生产ＥＰＡ和ＤＨＡ的研究进展 ＪｌＡＮＧ ＳＵ ＳＨＩ ＰＩＮ ＹＵ ＦＡ ＪＩＡｏ
生产Ｅ ＰＡ和ＤＨＡ昀
（１．黑龙江东方学院，哈尔滨１５００８６；２．东北农业大学食品学院，哈尔滨１５００３０；
３．哈尔滨大众肉联集团有限公司，哈尔滨ｌ５００００）
摘 要：文章综述了ＥＰＡ和ＤＨＡ的生理功能以及来源，详细论述了海洋微藻生产ＥＰＡ和ＤＨＡ的研究现状。
关键词：ＥＰＡ；ＤＨＡ；海洋微藻
１ ＥＰＡ和ＤＨＡ的生理功能
ＥＰＡ（Ｅ ｃ０ｓ叩ｅｎ￡ｎｅｎ０ ｃ ）是５、８、ｌｌ、１４、１７一二十
碳五烯酸，分子式为Ｃ ２（】Ｈ ３０Ｏ ２；ＤＨＡ（Ｄ０ｃ∞ ｅ Ｄｉｃ
∞ ）是４、７、１Ｏ、ｌ３、ｌ６、１９一二十二碳六烯酸，分子式为Ｃ
： Ｈ 。Ｏ：。ＥＰＡ和ＤＨＡ是（１）一３系列的多不饱和脂肪酸，它
＿１’ 们具有多不饱和脂肪酸所共有的生理功能 。
１．１促进胆固醇代谢．防止脂质在肝脏和动脉壁沉积
人体血液中的胆固醇可来自食物，也可由肝脏合成， 前者是外源性的．后者是内源性的。胆固醇虽然是高等真
核细胞膜的组成部分，在细胞生长发育中是必需的，但是
血清中胆固醇含量过高，会堆积在冠状动脉血管壁上引
起冠心病。当膳食中多不饱和脂肪酸缺乏或饱和脂肪酸
摄人过多时．饱和脂肪酸可刺激胆汁分泌，而促进饮食中
胆固醇吸收．导致血液中胆固醇含量过高；当膳食中多不
饱和脂肪酸充裕时，胆固醇便与之结合形成胆固醇酯，促
其形成胆酸而从肠道排出。 结合成为高密度脂蛋白（ＨＤＬ），ＨＤＬ作为胆固醇的
与胆固醇进行结合形成ＨＤＬ—Ｃ，而后通过血液循环
肝细胞中，胆固醇形成胆汁酸排出体外而被消除，故
脂降低．从而有助于抗动脉粥样硬化 。
《■ １＿３降低血小板的凝集能力。减少血栓的产生 －
血管收缩和血小板聚集是造成动脉粥样硬化和促进
血液凝固并引起栓塞现象的另一个重要因素。而多不饱
和脂肪酸（主要是ＥＰＡ）可使磷蛋白酯酶活性增高，抑制
微藻生物质资源开发利用
微藻生物质资源开发利用
一、微藻生物质资源简介
微藻是一类以光合作用为主要代谢方式的单细胞浮游植物，被称为“微小的太阳能厂”。微藻富含油脂、蛋白质、多糖等生物质资源，是一类重要的微生物资源。目前已经发现的微藻种类超过2万种，其中约有30%的微藻具有潜在的商业价值。
二、微藻生物质资源开发利用现状
1.微藻油的开发利用
微藻油是利用微藻合成的油脂资源，具有高度不饱和度，且含有丰富的ω3-多不饱和脂肪酸、维生素E等营养物质，可以作为一种高营养价的食品添加剂。此外，微藻油还可以用于生产生物柴油、生物润滑油等领域。
2.微藻蛋白的开发利用
微藻蛋白是由微藻合成的含有高营养价的蛋白质资源，其蛋白质组成比较均衡，不含多种人体不利的因素，可以作为一种高价值的食品原料。此外，微藻蛋白还可以用于生产植物肉、蛋白质饮品等领域。
3.微藻多糖的开发利用 微藻多糖是微藻生物质资源中的重要部分，具有良好的生物活性和医药价值。微藻多糖可以用于保健品、药物、化妆品等领域，可以提高人体免疫力，降血糖、降血脂、抗菌等作用。
三、微藻生物质资源开发利用的前景
由于微藻生物质资源具有广泛的用途和很高的商业价值，越来越多的企业开始关注微藻生物质资源开发利用领域。未来，微藻生物质资源的开发利用前景非常广阔，主要体现在以下几个方面：
1.微藻油的商业利用前景广阔
随着全球能源危机的日益加剧，人们对可再生能源的需求越来越高。微藻油可以成为生物柴油和生物燃料领域的新兴产品，用于替代石油资源，减少环境污染。
2.微藻蛋白的生产技术将逐渐成熟
微藻蛋白产业市场规模将逐渐扩大，国内外知名的食品、保健品、化妆品等大型企业也加入到了这一市场中。未来，随着微藻生产技术的不断成熟，微藻蛋白产业将成为一个重要的新兴行业。
3.微藻多糖的应用前景广阔
微藻多糖的应用领域非常广阔，有着非常广阔的市场前景。未来，随着微藻多糖生产技术的发展，微藻多糖必将成为健康产业的重要组成部分，市场规模也将不断扩大。 四、微藻生物质资源开发利用的挑战与对策
微藻的营养特性及其在畜牧业中应用的研究进展【论文】
微藻的营养特性及其在畜牧业中应用的研究进展
摘要：微藻是一种分布广泛且营养物质含量高、光合能力强的自养植物。微藻能合成多种拥有特殊生物活性的化合物, 还能提高动物的生长性能、增强机体免疫机能、改善畜产品品质、解决畜牧业的环境污染问题, 同时还可减轻食品与饲料以及燃料工业之间的竞争。因此, 本文就微藻的营养特性及其对畜禽生长、免疫、产品品质等的影响进行综述, 为微藻在畜牧业中的开发和利用提供参考。
关键词：微藻; 生长; 免疫; 产品品质; 畜牧业;
Abstract：Microalgae, a high photoautotrophy plant, is
widely distributed and contained rich nutrient contents.M
icroalgae can synthesize various special bioactive compounds,
and play an important role in improving animal growth,
immunity and meat quality, meanwhile, it can also curb
environmental pollution and reduce competitive pressure
among food, feed and fuel industry. Therefore, the nutritional
characteristics of microalgae and its effects on animal growth
and meat quality were reviewed in this paper so that it can
provide a reference for the development and utilization of microalgae in animal husbandry.
微藻生物反应器综述
微藻及其生物反应器研究进展
张林存 生技0911 0920212115
摘要：生物反应器是微藻大量培养的一场革命，它使微藻高效、大规模化生产成为可能。本文对微藻的研究历史、应用现状，特别是微藻生物反应器以及作为新型可再生能源的微藻柴油作了简要综述。
关键词：微藻、生物反应器、微藻柴油
Microalgae and Its Research Progress in Bioreactor
Zhang Lin-cun Biotech0911 0920212115
Abstract: Bioreactor is a revolution in large scale culture of microalgae. It makes the efficient,
large scale production of microalgae possible. This paper makes a brief summary about the study
history and the current application of microalgae, especially the bioreactor of microalgae and a
new renewable energy——microalgae biodiesel.
Keywords: microalgae, bioreactor, microalgae biodiesel
微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养单细胞生物，是地球上最早诞生的重要生命类群，不少种类有数万年甚至十亿年发展的演化。也是地球有机资源的初级生产力。迄今已知的藻类约有3万余种，其中微藻约占70％。藻类不仅富含蛋白质、脂肪和碳水化合物这三大类人类所必需的物质，而且还含有各种氨基酸、维生素、抗生素、高不饱和脂肪酸以及其它多种生物活性物质，是人类向海洋索取食品、药品、生化试剂、精细化工产品、燃料以及其它材料的一种重要途径。
产油微藻培养与回收的关键技术研究进展
环境污染与防治第３５卷第９期２０１３年９月
产油微藻培养与回收的关键技术研究进展＊
杨黎彬 周雪飞 张亚雷 褚华强 （同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，长江水环境教育部重点实验室，上海２０００９２）
摘要 寻找廉价而高效的替代原料是实现生物柴油产业化的关键所在。微藻以含油量高、生长周期短、环境适应能力强、生 物产量高等优点，有望成为一种极具潜力的生物柴油生产原料。然而，目前尚存在微藻培养低效成本高和微藻回收效率低两大难 题。综述了微藻培养与回收过程中的关键技术，并对存在的两大难题及其改进技术进行了详细的探讨。最后，总结并展望了微藻培 养、回收技术未来的发展趋势。 关键词生物柴油微藻培养 回收废水处理
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｏｌｅａｇｉｎｏｕｓ ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ ＹＡＮＧ Ｌｉｂｉｎ，ＺＨＯＵ Ｘｕｅｆｅｉ， ＺＨＡＮＧ Ｙａｌｅｉ，ＣＨＵ Ｈｕａｑｉａｎｇ．（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｗａｔｅｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｕｓｅ，ＴｏｎｇＪｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｏｏｋｉｎｇ ｆｏｒ ａ ｃｈｅａｐ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔＯ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｏｌｅａｇｉｎｏｕｓ ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ａ ｈｉｇｈ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｄｕｅ ｔＯ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｏｉｌ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｓｈｏｒｔ ｇｒｏｗｔｈ ｐｅｒｉｏｄ，ｓｔｒｏｎｇｅｒ ａｄａｐｔｉｖｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｏ ｎｅｗ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ，ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ，ｅｔａ．Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔＷＯ ｋｅｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｈｉｎｄｅｒ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｌｅａｇｉｎｏｕｓ ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ，ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｏｌｅａｇｉｎｏｕｓ ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｏｌｅ— ａｇｉｎｏｕｓ ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ；ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ；ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ；ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
藻类与新能源的关系
藻类与新能源的关系
摘要：
随着经济的迅速发展，全球性化石资源日益枯竭，液体燃油的供应形势日趋严峻，能源短缺问题已经成为制约世界各国经济发展的重要因素之一［1］资源有限性带来的能源危机以及造成的环境污染问题都在促使人们努力寻找石油的替代燃料，这也大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐。在世界能源危机的影响下,生物质能源由于可再生、低污染等优势,被认为是在未来一个较短时期内最有潜力缓解能源危机的石油替代品。近年来，生物柴油受到了人们的广泛关注，尤其是进入20 世纪90 年代，开发生物柴油替代石化柴油已成为新能源开发的重要途径之一，成为重要的柴油替代品［2］生物柴油的研究得到了广泛的重视，同期生物柴油的研究论文增长了10 倍，SCI 检索论文从2003 年的120 多篇增加到2009 年的1200多篇。已有很多文章对生物柴油的市场、政策、生产及技术做过详细的介绍和综述，Ma 等 近几年，生物柴油的研究得到了广泛的重视，同期生物柴油的研究论文增长了10 倍，SCI 检索论文从2003 年的120 多篇增加到2009 年的1200多篇。已有很多文章对生物柴油的市场、政策、生产及技术做过详细的介绍和综述[3]而微藻由于具有生物量大、光合效率高、生长周期短、油脂含量高和环境友好等优点,有望破解后石油时代的能源危机。重点阐述了产油微藻的种类,提高微藻油脂含量的策略,微藻细胞的采收技术,微藻油脂的提取和转酯化反应等内容;分析了微藻生物柴油产业发展中亟待解决的一些问题。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。
关键词：微藻 ,生物柴油，新能源。
1 利用微开发生物质能源的优势藻
就全球来说,藻类是一种数量巨大的可再生资源。地球上的生物每年通过光合作用可固定8 ×1010 t碳,生产14. 6 ×1010 t生物质,其中一半以上可归功于藻类的光合作用。利用微藻发生物质能源的优势可总结如下[4]
生物柴油的制备方法及其发展前景
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生物柴油的制备方法及其发展前景
摘要：综述了生物柴油的特性，重点介绍了生物柴油的制备方法，并讨论了生物柴油国内外的研究进展，最后展望了生物柴油在我国发展的前景。
柴油作为一种重要的石油产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，已成为重要的动力燃料。随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会愈来愈大。而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，尤其是20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到各国的重视。
生物柴油是清洁的可再生能源，是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展、推进能源替代减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
1生物柴油的主要特性
（1）优良的环保特性。生物柴油中硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30％（有催化剂时为70％）；生物柴油中不含对环境造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。
（2）较好的润滑性。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。
（3）较好的安全性。生物柴油闪点高，不属于危险品，运输、储存、使用安全。
（4）良好的燃料性。十六烷值高使生物柴油的燃烧性好于柴油。燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。
（5）可再生。作为可再生能源，与石油一定的储量不同，供应量不会枯竭。
（6）无须改造柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。
（7）生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。 2
2生物柴油的制备方法
2．1催化合成法制备生物柴油
目前生物柴油主要是用化学法生产，即用动物和植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温（230～250℃）下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相同，生产过程中可产生约10％的副产品甘油。
生物质能源的利用及研究进展
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生物质能源的利用及研究进展
【摘要】化石能源的日益紧缺及其衍生的环境污染问题越来越严重。生物质能源的开发和应用，因其可再生性和环保性，越来越受到人们的重视。本文首先介绍了生物质能源相关的基础知识，然后综述了生物乙醇与生物柴油的发展情况，并展望了生物质能源的发展趋势。
随着全球经济的发展，人们对能源的依赖程度逐渐增加，需求与日俱增，目前作为能源主要载体的化石燃料面临枯竭，油价飞涨，压力突出。消耗化石能源引起的污染越来越严重，不利于环保要求，必须寻求清洁、安全、可靠、可持续发展的新能源体系，从而保护自然资源和生态环境。生物质能源是可再生能源的重要构成部分，具有产业化和规模化发展趋势，也是传统化石能源的替代品，在未来的能源结构优化中占据重要地位，各国政府无不关注，并积极引导相关专家从事生物质能源新技术的开发研究。
一、 生物质能源
生物质能源是指通过植物光合作用，将太阳能转化为植物体内的化学能。生物质能源作为一种可再生能源，它的开发利用可为解决当前全球变暖、化石能源成本飞涨和环境污染等重大问题提供新的途径。
(一)生物质能源的特点。
1.可再生性。可再生能源，储备多，获取方便，具有天然的自我再生功能，可以保证能源长久持续的使用。
2.环保性。利用生物质能源对降低CO2排放有突出作用，有助于减缓温室效应，并且在转化过程的同时减少硫化物、氮化物和粉尘等的排放。
3.兼容性。可直接使用，也可以利用转化工艺作为二次能源使用。生物质可以通过生物，化学和物理方法转换成生物能源。
4.缺点。生物质分布不集中、单位体积内的能量低、低发热量和种类多而杂等。
(二)生物质能源的主要来源。
目前，主要的生物质能源来源如作物秸秆、林场枝叶废弃物、畜牧粪便等非粮物质。但长久以来，人们对生物质资源中的固体废弃物常用堆肥、填埋、焚烧等方2
式处理，导致废物处理时间久，污染土壤和水资源；虽然焚烧法的热值高，可是成本高，而且易污染大气。因此若是能够高效利用这些废弃物来生产新能源物质可以增加产业利润，还可以解决环境污染的问题。
基于海洋硅藻的生物燃油生产
《渔业现代化｝２００８年第３５卷第２期
基于海洋硅藻的生物燃油生产
王兆凯
（中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海２０００９２）
摘要：微藻与陆生作物相比，具有生物量大、生长周期短、脂质含量高、不占用耕地等特点，已成为生物燃油原
料的首选。微藻生物燃油的经济性生产，需要建立能保持单一藻种优势的开放型微藻生产系统。采用海洋
硅藻——角毛藻（Ｃｈａｅｔｏｃｅｒｏｓ）作为讨论对象，综述了目前基于海洋硅藻的生物燃油生产系统设计所应用的
技术：在开放型系统中生产硅藻，从生长介质中收获硅藻，从收获的硅藻中提取油脂和脂肪酸，以及整体的经
济性。
关键词：生物燃油；微藻；硅藻；角毛藻；油脂；开放型系统；经济性；可再生能源
人类必须开发可替代石油的燃料，这已是共
识。美国能源部已经制定目标，希望到２０３０年美
国运输燃料的３０％可用生物燃料代替。乙醇是
生物燃料研发的一个近期目标，但使用玉米生产
乙醇已导致玉米及其它粮食价格的上涨。
在替代石油的燃料来源中，微藻处于领导地
位，特别是硅藻。１９７８－－１９９６年，美国能源部在
从微藻开发可再生燃油的科技项目中投资２ ５００
多万美元¨ 。项目的技术路线分为二步：第一
步，收集和鉴定含油脂量高的自养型微藻品种，然
后确定其生产条件；第二步，设计和运行大规模的
示范性微藻生产系统，引用第一步实验室开发的
微藻品种，生产生物燃油原料。因为成本太高
（是石油柴油的２倍多＿Ｉ ），项目没有达到其主要
目标。但该项目在实验室科学研究方面的确取得
了重大进展 。
美国能源部的研究项目已经确切证实硅藻具
有极高的生长能力，确定了微藻在单位面积及单
位时间上比陆生作物能提供更多的能量。更重要
的是，微藻生产不必占用粮食生产土地。目前所
需要的是建立一套能够保持一种特定微藻优势的
开放型硅藻生产系统。笔者已成功地建立了一个
这种类型的生产系统，并将进一步确定既有效可
行，又具商业规模的微藻生产和收获方法，开发从