微藻产油综述

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微藻制油

微藻制油

微藻制油一、目前的能源现状1. 石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源接近枯竭,而且这些传统能源造成大量的环境污染如2.新能源太阳能、风能、地热能、生物质能等应用极具有局限性不能大规模的应用,不足以满足人们的需要。

3.生物能源不仅具有资源再生、技术可靠的特点,而且还具有对环境无害、经济可行、利国利农的发展优势。

总而言之,未来将是生物能源的天下。

生物能源将会是人类不二的选择,未来生源的前景将不可估量。

二、微藻概述1.海洋单细胞藻类,即微藻,是地球上最早的生物物种,它们中的某些物种已经在地球上生存了35亿年之久。

它们能十分有效地利用太阳能将H2O、CO2和无机盐类转化为有机资源,是地球有机资源的最初级生产力,有了它们才有了大气中的氧气,才有了海洋和陆地的其他生物,也才有了人类。

2.微藻的特点(1)微藻具有叶绿素等光合器官,是非常有效的生物系统,能有效地利用太阳能通过光合作用将H2O、CO2和无机盐转化为有机化合物,因其固定和利用CO2可以减少温室效应。

(2) 微藻一般是以简单的分裂式繁殖,细胞周期较短,易于进行大规模培养,由于微藻通常无复杂的生殖器官,使整体生物量容易采收和利用。

(3)可以用海水、咸水或半咸水培养微藻,因此是淡水短缺、土地贫瘠地区获得有效生物资源的重要途径。

(4) 微藻富含蛋白质、脂肪和碳水化合物,某些种类还富含油料、微量元素和矿物质,是人类未来重要的食品及油料的来源。

(5)微藻,尤其是海洋微藻,因其独特的生存环境使其能合成许多结构和生理功能独特的生物活性物质。

特别是经过一定的诱导手段微藻可以高浓度地合成这些具有商业化生产价值的化合物,是人类未来医药品、保健品和化工原料的重要资源。

3.微藻的种类微藻的国内外研究发展概况,重点探讨了4种主要的可利用微藻螺旋藻、小球藻、杜氏藻和红球藻三微藻制油的优势1.含油量高,易于培养,生长周期短单位面积产量大;2.充分利用太阳能,将水、二氧化碳等无机物质合成有机物质;3.能用海水培养,能耐受沙漠干旱半干旱地等极端环境,不占用耕地;4.能生产出高附加值的副产品,如生物高聚物、蛋白质、色素、动物饲料、酒精、氢气等;5.高效环保;生产出的生物柴油不含硫,燃烧产物不污染环境;排入环境可被微生物降解;6.生物柴油无毒, 有较大的环境价值和社会价值. 是典型的“绿色能源”。

微藻与生物柴油知识点总结

微藻与生物柴油知识点总结

微藻与生物柴油知识点总结一、微藻简介微藻(Microalgae)是一类单细胞或多细胞的微小藻类植物,它们通常生长在水体中,并且可以进行光合作用来进行自我营养。

微藻具有高生长速度、高光合效率、丰富的油脂储备等优点,因此被认为是未来可持续能源的重要来源。

微藻可用于生物燃料、食品添加剂、医药等领域。

二、微藻生产生物柴油的原理微藻中的油脂是生产生物柴油的主要原料。

通过光合作用,微藻会积累大量油脂,其油脂含量可达20% - 50%。

生产生物柴油需要将微藻中的油脂提取出来,经过酯化等化学过程,将其转化为生物柴油。

这一生产过程可以使用碳中和的方式,减少对环境的负面影响。

三、微藻生产生物柴油的优势1. 高能效:微藻生产生物柴油的能量投入产出比高,有利于提高能源利用效率。

2. 可持续性:微藻作为生物原料,其生产过程不会产生温室气体和其他污染物,对环境友好。

3. 原料丰富:微藻生长速度快,可在短时间内获得大量原料,供应相对充足。

4. 可再生:微藻是可以再生的生物资源,具有无限的潜在供应量。

5. 多用途:微藻生产的生物柴油不仅可以替代常规石油柴油,还可以作为食品添加剂、医药原料等。

四、微藻生产生物柴油的挑战1. 成本问题:目前微藻生产生物柴油的成本较高,需要通过技术创新和规模效应等手段降低成本。

2. 生产规模:微藻生产的规模较小,需要通过工程技术手段提高规模化生产的能力。

3. 技术要求:微藻生产生物柴油需要复杂的生产工艺和设备,需要进一步提升技术水平。

4. 资源利用:微藻生产生物柴油对水资源、土地资源等资源有一定的需求,需要合理分配资源,避免资源浪费。

5. 法律政策:相关法律政策对于微藻生产生物柴油的规范和支持程度还待完善。

五、微藻生产生物柴油的应用前景1. 交通运输领域:微藻生产的生物柴油可以替代传统石油柴油,应用于汽车、船舶以及航空等交通工具中。

2. 工业用途:生物柴油还可以用于工业锅炉、发电机组等设备中,起到减少对化石能源的依赖,减少温室气体排放的作用。

微藻柴油

微藻柴油
微藻的大规模培养需要有效的培养系统。目前培养微藻的系统主要分为开放培养系统和密闭式培养系统。开放式培养系统主要包括浅水池、跑道池、循环池和池塘四种类型;其中跑道池是现今运用最广的开放式培养系统。图为开放式跑道系统。跑道常深15- 35 cm,跑道的一侧有叶轮提供动力,确保水的循环和混合。这就跟我们在实验室看到的那个绿色大的跑到状的容器类似。
CLPAT)作用下在sn-2位置发生酷化反应生成磷脂酸(PA ),磷脂酸(PA)在磷脂酸
酶(PAP)的作用下形成二酞甘油(DAG),最后二酞甘油(DAG)在二酞甘油酞基转
移酶(DAGT)的作用下形成甘油三脂(TAG)。
四、培养系统:
微藻的大规模培养需要有效的培养系统。目前培养微藻的系统主要分为开放培养系统和密闭式培养系统。开放式培养系统主要包括[[57]:浅水池、跑道池、循环池和池塘四种类型;其中跑道池是现今运用最广的开放式培养系统。图1-2展示了微藻的几种培养系统。
平板式反应器主要是由透明材料做成,通常由循环装置、控温系统、板式反应器、光源及CO:供给系统构成。其大型照明表面面积具有通光率高、溶解氧浓度积累量低且藻体分散效果好等优点,但是平板式反应器也伴随着大规模化培养需要的空间和材料大、水的流动性差、不易控温和粘壁严重等问题。
管式反应器由透明材料(如玻璃和塑料)制成,形状有直的、螺旋状、圈状等。管道一般相互平行安置,以最大限度的照明和节省占地面积。管式反应器具有比表面积大、建设成本低、易清洗及适合户外培养等优点;但是也有诸如粘壁严重、占地大、营养分布不均等缺点。
这个表里面展示的是普通油料作物与微藻的产油相比较,以全球运输所需燃料作为衡量标准,如果……需要占用41.3%的耕地面积,而使用微藻则可将面积控制在2.1%左右。而在产油微藻内部进行对比,则可以看到不同的微藻内部含油量不同,因而相应的产出的油品的质量也有所不同。现在比较广泛的是布朗葡萄藻,小球藻,和杜氏藻等。

微藻综述——精选推荐

微藻综述——精选推荐

微藻综述微藻研究、应⽤技术及发展综述微藻营养丰富,含有微量元素和各类⽣物活性物质,⽽且易于⼈⼯繁殖,⽣长速度快,繁殖周期短,所以在医药、保健品、⽔产养殖饵料、饲料添加剂、化⼯和环保等⽅⾯具有⼴阔的应⽤前景。

近⼏⼗年来,随着现代⽣物技术的应⽤,分离鉴别⼿段的提⾼,遗传⼯程、基因⼯程等的迅猛发展,⼈类对微藻的研究开发已进⼊⼀个崭新的时期。

微藻的培养和研究始于18世纪末,主要是栅藻和⼩球藻等淡⽔藻类,⽬的是作为研究植物⽣理学的试验材料。

1910年Allen和Nelson开始培养单种硅藻饲养各种⽆脊椎动物。

1949年,Spoehr和Milner就建议利⽤藻类蛋⽩质来解决全球的蛋⽩紧缺问题。

我国则从1958年开始培养作为⾷品和饲料的微型藻类,中科院⽔⽣所等机构先后进⾏了⼩球藻、扁藻、褐指藻等的⼤量培养,建⽴了培养池,为我国的微藻⽣产打下了基础。

1972年,中科院⽔⽣所、海洋所、植物所等不少单位⼜开展了螺旋藻的培养研究,⽽中科院⽔⽣所⼤量培养鱼腥藻已有20多年。

我国在藻种选育、培养基配制及某些培养技术⽅⾯,已经达到或接近国际⽔平。

在藻类蛋⽩的⼯⼚化⽣产试验、藻类采收、浓缩、⼲燥和加⼯及藻类饲料的应⽤试验中也取得了重⼤成果。

微藻研究1. 微藻化学组成研究1.1蛋⽩质微藻的蛋⽩质含量很⾼,可作为单细胞蛋⽩(SCP)的⼀个重要来源。

微藻蛋⽩质为优质蛋⽩质,含有⼈体所需的全部必须氨基酸,但是微藻蛋⽩⼀般缺少含硫氨基酸如胱氨酸和甲硫氨酸。

1.2 脂肪微藻的总脂类含量占⼲物质的1~70%,多数为⽢油的脂肪酸酯,主要为含偶数磷原⼦的直链分⼦,多数淡⽔微型绿藻含有⼤量的α-亚⿇酸,主要包含单不饱和脂肪酸,极少含有三个以上双键。

1.3 淀粉微藻中碳⽔化合物的含量⼀般少于20%。

如盐藻12%~40%、螺旋藻约15%、⼩球藻约20%等。

微藻淀粉低消化率的特征,为糖尿病、肠胃系统疾病及减肥辅助药物的研制提供了潜在的巨⼤商机。

1.4 核酸藻所含的核酸数量超过⼤多数常规饲料或⾷物,但少于其他SCP 来源,如细菌和酵母。

微藻在能源领域中的应用

微藻在能源领域中的应用

微藻在能源领域中的应用近年来,能源问题越来越引起人们的关注。

传统能源消耗量大,而且不环保。

因此,近些年来,人们开始研究并尝试开发可再生能源。

而微藻作为一种独特的生物资源,被越来越多的人们看作是一种具有巨大潜力的可再生能源。

在本文中,我们将探讨微藻在能源领域中的应用。

首先,微藻可以用来生产生物柴油。

生物柴油的生产过程中需要大量的植物油或油脂作为原材料。

而微藻从生物学角度来看,具有许多植物油中所没有的优点,如快速的生长速度、适应性强等。

因此,利用微藻生产生物柴油已经成为了一种值得研究的可行方案。

其次,微藻还可以用来生产生物气体。

生物气体是指利用微生物、农业及其他有机物质在特定条件下发酵得到的一种混合气体,其中主要成分是甲烷气和二氧化碳。

因为微生物发酵所需的能量来自于有机物的分解,生物气体的生产过程是一种可再生的能源,因此,微藻的生物气体生产应用也具有很大的潜力。

第三,微藻还可以用来生产生物质能。

生物质能是指利用植物和微生物等生物体从阳光、空气和无机元素中获得的能量。

微藻由于其高生物量密度和低生产成本的优势,可以实现大规模的生物质生产。

因此,在微藻中寻找和改造某些具有重要功能的基因,以实现高效生产生物质的目的,已经成为了研究的热点。

最后,微藻还可以用来清洁污水。

目前,水污染已经成为了全球性问题,普遍存在于重工业和化工业等企业的废水中;废水如果不进行处理,将对环境和人类健康造成巨大危害。

而微藻凭借其对污染物质的高效吸附、降解、脱氮、除磷等特点,已经成为一种重要的污水处理方法。

总之,微藻在能源领域中的巨大潜力已经逐渐被人们所发现,未来的研究将会更加注重微藻的生物特性,以找到更多可以利用微藻生产能源的方法,并不断探索微藻在能源领域中的应用前景。

海洋微藻生产生物柴油的应用前景

海洋微藻生产生物柴油的应用前景

海洋微藻生产生物柴油的应用前景An application prospect of biodiesel from marine microalgae韩笑天1,郑 立2,孙 珊1,3,邹景忠1(1.中国科学院海洋研究所,山东青岛,266071;2.国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061;3.青岛科技大学,山东青岛266042)中图分类号:T K6 文献标识码:A 文章编号:100023096(2008)0820076206 石油作为一种天然矿物资源的出现,极大地推动了现代文明和社会发展,为丰富人类的生活做出了极大贡献。

然而,近几年,随着储量日益减少,资源逐渐枯竭和因石化油燃烧带来的环境污染问题,全世界正面临着能源短缺和生态环境受害的危机,因此,寻求一种绿色的可持续发展的新能源成为世界各国科学家普遍关注的科学问题和发展趋势。

生物柴油是清洁的可再生能源,它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。

与石油柴油相比,生物柴油具有可再生、易生物降解、无毒、不污染环境等特点,可作为一重要新能源取代或者部分替代石油柴油[1~10]。

油脂原料的选择主要决定于原料成本以及其来源的广泛性。

据统计,生物柴油制备成本的75%是原料成本,因此采用廉价原料及提高转化率从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。

油料植物由于占用耕地面积、生长周期长、受气候影响等缺点,而不能成为生物柴油原料油脂供应的长久之策。

海洋微藻是海洋生态体系中有机物和能量的主要提供者,与其他原料相比,具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物产量高的特点[11~13],本身可以生化合成油脂,且油脂含量高,所以海洋微藻作为制备生物柴油燃料的新来源展现出广阔的应用前景,受到了世界各国的广泛重视,作者就目前国内外对海洋微藻制油的研究进展做一介绍。

每日科普微藻“吃掉”二氧化碳,产出“生物柴油”

每日科普微藻“吃掉”二氧化碳,产出“生物柴油”

每日科普微藻“吃掉”二氧化碳,产出“生物柴油”二氧化碳过度排放是全球气候变暖的罪魁祸首之一,怎么减少大气中的二氧化碳?比如,能不能把二氧化碳“吃掉”?还别说,有一种古老的生物就有这种好胃口,它们不仅可以捕食大气中的二氧化碳,还能利用二氧化碳生产“生物柴油”,成为我们利用自然规律实现固碳减排、碳中和的得力助手。

一呼一吸间,离不开的小小微藻微藻(microalgae)是细小藻类群体的总称,属于单细胞生物。

微藻是浮游植物,通常存在于淡水和海洋系统中,在陆地系统也有分布,它们体积很小,从几微米到几百微米不等,通过肉眼难以捕获到。

微藻单独存在或者以群体形式存在于环境中。

与高等植物不同,微藻没有根、茎、叶组织构造。

它们特别适应以黏力为主导的环境中。

当然在其他极端环境也会有发现,比如螺旋藻是最耐碱的生物,在pH 值11以上的环境也能存活。

微藻体内含有叶绿体,意味着它可以进行光合作用。

另外,部分微藻细胞体外有细胞壁,可以起到保护作用,还有部分微藻表面具有鞭毛,可以帮助其在水中游动。

微藻有原核微藻和真核微藻两大类。

目前我国学者一般将藻类分为11门:蓝藻、红藻、隐藻、甲藻、金藻、黄藻、硅藻、褐藻、裸藻、绿藻、轮藻。

如下图所示,微藻的形状奇奇怪怪,有球状、三角状、椭圆状、星状,以及其他不规则形状。

另外,微藻体内还含有各种色素,比如雨生红球藻体内含有的虾青素,使得其颜色为红色。

种类繁多的微藻构成了一个奇特的小世界。

奇形怪状的微藻微藻是自然生态系统中的重要组成部分,在物质循环过程中发挥着重要作用。

比如微藻体内具有光合色素(叶绿素等),能高效地利用光能、二氧化碳和水进行光合作用,产生氧气并合成碳水化合物,与其他光合细菌一起为食物链上游端生物提供营养,并且微藻本身也可以利用二氧化碳以光营养的方式生长。

微藻能够进行光合作用对地球上的生命非常重要,可别小瞧了这个过程,地球的大气氧气中约有一半都是靠这些微藻进行光合作用产生的。

“吃”的是二氧化碳,挤的是“生物柴油”让我们“文艺复兴”回到2013年的电影《泰囧》,影片中,徐峥给王宝强展示了一种叫做“油霸”的液体,“你去加油站加油,加到一半,滴几滴'油霸’,油箱自动涨满”。

微藻制油技术

微藻制油技术

微藻制油技术本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March微藻制油在全球变暖、能源危机的大背景下,世界各国都在积极寻找新的可替代能源。

提起全球变暖,大多数的企业为如何减少二氧化碳排放,为封存二氧化碳而投入了大量研发资金和人力;提起生物柴油的原料,人们会想到玉米和大豆,从它们“体内”提炼出的乙醇和生物柴油,能有效降低碳排放,减少环境污染。

但与此同时,由于这两种作物的培育周期较长、占地面积较大,会产生“与粮争地”问题,从而导致“解决了能源危机,却出现粮食危机”的尴尬结果;通过科学家的不断研究,一种新的技术进入了人们的视野:培养微藻吸收二氧化碳,并进行光合作用,最终形成生物柴油、类胡萝卜素等衍生品,将二氧化碳变废为宝,这就是“微藻制油”技术。

光合作用光合作用(Photosynthesis)是绿色植物和藻类利用叶绿素等光合色素和某些细菌(如带紫膜的嗜盐古菌)利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。

植物之所以被称为食物链的生产者,是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。

通过食用,食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量,效率为10%~20%左右。

对于生物界的几乎所有生物来说,这个过程是它们赖以生存的关键。

而地球上的碳氧循环,光合作用是必不可少的。

微藻微藻是指一些微观的单细胞群体,是最低等的、自养的释氧植物,微藻个体较小,除个别种类之外,一般只有十几个微米大小。

它是低等植物中种类繁多、分布及其广泛的一个类群。

无论是在海洋、淡水湖泊等水域,或在潮湿的土壤、树干等处,几乎在有光和潮湿的任何地方微藻都能生存。

微藻很像一个太阳光光能驱动的细胞工厂,可以旺盛地消耗高浓度的CO2和NO2,源源不断地将CO2转化为潜在的生物燃料、食物、饲料以及高价值的生物活性物质。

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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。

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