微藻制油技术

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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”。

3利用微藻热化学液化制备生物油的研究进展

利用微藻热化学液化制备生物油的研究进展前言随着现代工业的飞速发展，大量化石能源消耗所带来的化石燃料紧缺和严重的环境污染问题已成为制约全球可持续发展的两大难题。

生物质能储量丰富，并且是唯一可以转化为液体燃料的可再生资源，现已逐渐成为国内外新能源研制和开发的热点。

而在众多的生物质中，微藻具有光合作用效率高、生物量大、生长周期短、环境适应能力强、易培养、脂类含量高、生长过程中可高效固定二氧化碳等特点，是制备生物质液体燃料的良好材料[1~5]。

利用微藻制备液体燃料在环保和能源供应方面都具有非常重要的意义，商业化前景良好[6，7]。

2007年， Williams[8]综合近年来的研究成果，指出微藻生物燃料的开发可以降低因使用化石能源给社会和环境带来的影响，将会成为未来生物燃料开发的趋势。

Ayhan Demirbas[9]则指出藻类即将成为最重要的生物燃料来源之一，微藻能源的广泛使用将会解决威胁全人类的全球气候变暖问题。

微藻热化学液化制备生物油技术将藻类转换成液体燃料的研究始于 20世纪 80年代中期，当时人们通常用溶剂萃取微藻中的脂类成分，分离得到油脂后进一步甲酯化或乙酯化生产生物柴油(萃取酯化法)。

该技术起步早，生产工艺相对成熟，所得油品质量好，使用性能与矿物石油基本相当，是目前国内外研究者以微藻为原料制备液体燃料最常用的实验室方法。

但萃取酯化法只能将微藻的脂类组分能源化，对原料脂类含量有较高要求，所得产物性能受脂类组成的影响很大，并存在生产步骤多、过程总体效率较低、能耗高等缺点，难以实现大规模工业化应用。

近年来，人们又研究采用热化学液化的方法将微藻转化为优质的生物油。

生物油是便于运输、存储的绿色燃料，经过精制可转化为替代石油的常规燃料。

生物油(由快速热解木材和微藻制备)与石油的部分典型属性值比较见表1[10]。

热化学液化方法预处理和生产过程简单、生产成本相对较低、转化率高，是实现藻细胞所有组分能源化，获得高产率绿色液体燃料的有效方法，对其进行深入研究，对于解决当前化石能源短缺和环境污染问题具有重要的现实意义。

微藻制备生物柴油的技术进展

微藻制备生物柴油的技术进展郭丹;银建中【摘要】生物柴油是一种新型的可再生能源,是石化柴油的替代品.微藻种类多、光合作用效率高、生长速度快、生物产量大、含油量高,已成为发展生物柴油产业的最有潜力的原料之一.综述了微藻制备生物柴油的优点及研究进展.针对目前微藻生物柴油存在的瓶颈问题和实际需求,指出未来研究和发展的主要方向.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2014(035)004【总页数】6页(P4-9)【关键词】微藻;生物柴油;可再生能源;石化柴油【作者】郭丹;银建中【作者单位】大连理工大学化工机械学院;大连理工大学化工机械学院【正文语种】中文【中图分类】TK6进入21世纪，人们对能源消耗和环境保护的观念越来越深入，可持续发展战略和能源再生战略也在全球得到确定并得以实施。

生物柴油作为一种可再生、无污染的清洁能源，凭借其突出的性能，引起了世界范围内的高度关注，其中发达国家，尤其是资源贫瘠国家更是进行了大量且深入的研究。

生物柴油的主要成分为脂肪酸烷基单酯，一般是由植物油或者动物油脂经过和甲醇进行酯交换反应制得，且分子量与石化柴油相当，燃烧性能也与石化柴油类似，故成为有力的替代能源。

生物柴油的研究自20世纪以来，经过100多年的发展，在生产的工艺上和技术上也日趋成熟。

全球生物柴油的产量增长迅速，从 2004年的2.196×109L到2007年的9.841×109L，再到 2012年总产量为22.5×109L，年增长量为2.532×109L[1]。

与此同时，世界上许多国家都已制定了生物柴油的发展规划，并且出台了相应的政策和法规，以推动生物柴油的推广和使用。

作为欧盟乃至全球最大的生物柴油生产国，德国政府对生物柴油的生产和应用给予了极大的鼓励，并在价格上给予了一定的补贴。

目前在德国，生物柴油已经替代普通柴油作为公交车、出租车等运输行业使用的燃料。

美国是世界能源消耗大国，为了缓解能源危机，对生物柴油的研究和发展也是不遗余力的。

dha藻油工艺流程

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下面将介绍藻油的生产工艺流程：1. 选材：首先要选择优质的微藻作为原料，常用的微藻种类包括硅藻、钙藻等。

微藻制油市场潜力大

大会暨展览会” 在北京举行。在此次展览会上，无论是
政府官员还是风电行业业内人士以及风机企业，一无
例外的都传达了这样一个讯息：我国的风电行业正处 “ 国内市场” 转向“ 国际市场”成为我国风电产业接下，于从高歌猛进回归到理性发展的重要过渡时期，同时来面临的问题。据历年来我国风电产业发展轨迹来根
挖。”
接受《中国经济周刊》采访时表示，中国煤炭行业的产
能目前在３亿吨３亿吨，吨煤产生２吨二氧化碳Ｏ１１．５
排放，吸收和碳利用是今后一个很重要的方向。记碳
刘敏胜告诉《中国经济周刊》能够制油的微藻不，是时常爆发赤潮、蓝藻的海藻，而是他们经过筛选和再造的最适宜的藻种，生长快、 “ 出油率高、适应环境、
术。”
４年后成为生物柴油主要原料
业规模化及装备水平成本下降都将会直接影响微藻生物柴油成本下降。”
他说，柴油目前的价格大约是每吨７０元，００而按
尽管在美国和欧洲都已经启动了微藻生物柴油
计划，但距离产业化仍然有一段路要走。首先，成本高
开发展望
ＴＣＨＮ０ＤＭＡＥＥ０ＬＧＹＡＮＲＫＴ
Ｖｏ．９．，０２１１Ｎｏ１２１
微藻制油市场力大潜
全球性能源短缺以及二氧化碳排放引起的温室料作物一般要几个月。同时，微藻的单位产油量是玉效应，已经成为人类可持续发展的重大威胁。如果有米的数百倍，每公顷可产１万升一８升生物柴油。．５万

微藻生物柴油固碳减排和经济效益

济效益2023-11-06CATALOGUE目录•引言•微藻生物柴油技术概述•微藻生物柴油固碳减排分析•微藻生物柴油经济效益分析•微藻生物柴油技术应用前景•研究结论与展望01引言研究背景和意义全球气候变化由于人类活动导致大量温室气体排放，全球气候变暖问题日益严重。

生物柴油产业生物柴油产业是替代传统石油能源的重要领域，而微藻生物柴油具有较高的固碳减排潜力。

研究意义研究微藻生物柴油的固碳减排和经济效益对推动可再生能源发展和应对气候变化具有重要意义。

010302研究目的和方法研究目的本研究的目的是评估微藻生物柴油的固碳减排效果和经济效益，为相关政策制定和企业决策提供科学依据。

研究方法本研究将采用文献综述、实验研究和经济分析等方法，综合分析微藻生物柴油的固碳减排效果和经济效益。

02微藻生物柴油技术概述微藻生物柴油技术定义与原理微藻生物柴油技术是一种利用微藻细胞通过光合作用吸收并固定大气中的二氧化碳，同时生产生物柴油的技术。

其原理是基于微藻细胞内的脂类物质，通过一定的工艺条件，将脂类物质转化为生物柴油。

微藻生物柴油技术目前正处于研发阶段，尚未实现大规模商业化应用。

然而，近年来在技术研发和政策支持方面取得了一定的进展，一些科研机构和企业正在积极探索其应用潜力。

微藻生物柴油技术发展现状VS微藻生物柴油技术优势与挑战02具有固碳减排、减缓气候变化的作用。

03同时生产生物柴油，有助于替代传统化石燃料，降低碳排放。

微藻生物柴油技术优势与挑战•微藻生长速度快，适应性强，可利用废弃土地或海水进行养殖。

微藻生物柴油技术优势与挑战挑战技术仍处于研发阶段，尚未完全成熟。

生产成本较高，需要进一步降低成本才能实现大规模应用。

微藻养殖过程中可能出现营养物质不足、病毒侵害等问题，需要加强风险管理。

03微藻生物柴油固碳减排分析微藻生物柴油的碳足迹远低于传统柴油。

在生产过程中，微藻生物柴油的碳排放量比传统柴油低约80%。

微藻生物柴油的生产过程不需要像传统石油提炼过程中那样使用大量的能源和水资源，因此有助于减少能源消耗和节约水资源。

专吃二氧化碳——“微藻制油”未来有多大？

。 ‘ 放引起的温室效应，已经成为人类可持续发展的重大威胁。如果有一种
技术，既能减少二氧化碳，又能增加可再生能源供给，必然受欢迎。这就不难理解。“ 藻 ”为何会在全球掀起一股热微
潮。因为，这种藻类正是通过 “ ” 二吃氧化碳来生产生物柴油和生物燃气。在中国，生物柴油产业一直有 “ 南方麻风树、北方黄连木 ” 的说法，说的
国内外争相研发 “ 微藻制油”
“ 藻制油的原理其实很简单。微 ”刘敏胜告诉记者，就是利用光合作用，将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而
是油料植物品种单一。同时，由于受自
然条件和成本的限制。世界上其他各国对于生物柴油的产业化也仅限于起步阶
段。选取合适的、低成本植物油脂资源
来发展生物柴油产业正成为各国的研究热点。微藻，由于生长繁殖速度快、含
年，在国外。 ”刘敏胜说，后来，由于当时石油价格没涨上来，减少碳排放也没有提上议程，对微藻制油的研究中断了
一
据刘敏胜介绍，新奥集团的微藻制
油项目将以煤电厂和化工厂等二氧化碳排放大户为基地。对二氧化碳进行就地吸收和资源化利用，生产生物能源。目前，新奥集团已经在光生物反应器、生物柴油制备等藻类生物质能源技术领域

藻类制油：从课题到突破

Ｐｒｆｃｅｏｅａ
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ｎｕｔｉｓｄｓｒｅ
藻类制油：从课题到突破
专家指出，中国盐碱地面积达１５亩。如果用．亿
藻类制油比玉米大豆更有潜力
可替代能源，减少对化石燃料的依赖。目前，生物柴
１％的盐碱地培养微藻，在技术成熟的条件下，生产４
吨。这并非遥不可及。在科研人员的积极探索下，国藻转化为生物柴油的过程中，微藻是基础，光反应器内在海洋微藻制取生物柴油方面已取得可喜成果，更是转化关键，要自始至终加强战略研究。中国科学院
宏大的项目正在酝酿之中。与中国石化合作开发微藻生物柴油技术，近期要完成
联合调研后，决定共同开展微藻生物柴油技术项目合跟踪，作好长远规划。
作。
中国在能源微藻基础研究方面拥有很强的研发力
经济性方面。目光要放长远，坚持长期作战。随着技
６４中国经济信息９２０Ｉ／０９
பைடு நூலகம்
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Ｐｒａｅ。ｆｔｎｄｕｓｒｅｅｆｃｈｅＩｔｉｓ
术进步及环境要求提高，微藻生物柴油技术会体现出开发出了利用微藻将二氧化碳转换成燃料乙醇的新技
术，虽解决了碳排放问题，却会产生 “ 与粮争地 ”的面积年产量是粮食的几十倍乃至上百倍。而且微藻脂后果， “ 生物柴油加剧粮食危机 ” 的提醒日益弓起关类含量在２％至７％，是陆地植物远远达不到的，不ｌ００注。因此。新的生物柴油来源成为全球的热门课题，国内科技界也在抓紧研发。

利用微藻快速热解制备生物柴油的方法

利用微藻快速热解制备生物柴油的方法
利用微藻作为原料，通过快速热解技术制备生物柴油是一种高效、低成本的方法。

该方法可以将微藻中的脂肪成分转化为生物柴油，并且不需要进行复杂的预处理过程。

具体操作步骤为：将微藻研磨成粉末，然后将粉末与催化剂混合，置于高温高压环境下进行快速热解反应，反应产物经过分离、精制，即可得到高品质的生物柴油。

通过该方法制备的生物柴油具有环保、可再生、低碳排放等优点，是未来替代传统石油燃料的重要选择。

- 1 -。

中石化中科院联合开发微藻制油技术

提高水压，大循环量降低气体温度，加确保４套合成
富氧气化助太化合成氨煤耗大降高吸水树脂是一种新型的功能高分子材料。该技术产品的特点是吸水和保水能力强，以吸收自可太化股份公司合成氨分公司生产采用变压吸附身重量几百至上千倍的水，吸收的水在加压的情制纯氧、被富氧制合成原料气等技术，吨合成氨煤耗大况下也不会释放，是可以通过土壤或植物的根系幅降低，２１６月份吨氨煤耗降至１７６ｋ但继００年７ｇ以进行传输或吸收。由于具备以上优越的特点，类来，份吨氨煤耗又降至１６５７ｋ，近年来吨该７月６．ｇ创材料不仅可广泛应用到人们日常生活的方方面面，氨煤耗最低。在农林保水剂方面，吸水性树脂还可起到保水抗旱、太化股份合成氨分公司精心整修造气炉设备缺育种保苗、沙漠治理等作用；在医疗医药生理卫生方陷和稳定富氧气化工艺，稳定合成氨生产运行。造
紧密合作，为学术界与工业界的合作提供了很好的示范。内蒙古大学成功研发出高吸水树脂技术
内蒙古大学化工学院成功研发出高吸水树脂技
术，该技术应用领域广阔，其技术产品吸水量是市场销售产品的２— ４倍。
自主创新能力，提升科技对经济发展的贡献率。
知识产权与技术储备支持。中科院与中石化在微藻
和有关科研单位对制约两个产业化项目的关键技术和工艺难点进行攻关。他们开发出了太阳能级单晶硅及晶片产业化项目中适应高原气候特点的特殊方法生产１寸太阳能级单晶硅棒的石墨加热系统８英及生产工艺技术，耗降低５６，节约用电能．％年

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。

产油微藻简介

利用微藻生产能源的概念开始于上世纪中后叶，经过几十年间众多政府部门，科研组织，企业和学者们的努力，目前已经逐步走上了规模化的应用。

最近的两三年内，众多的政府和企业开始关注这个产业，并有相当部分大型的能源企业投入了正式的实施。

虽然目前面临着许多需要解决的问题，高昂的微藻生产和能源转化的成本，使微藻能源尚不能完全的普及开来。

但是考虑到有限的化石能源储量和能源消耗的日益增长，石油、煤、天然气等能源都有消耗殆尽的一天；加之日益严重的全球环境问题，寻找新能源和可再生能源的问题已经面临到人类的面前。

利用太阳能、风能、潮汐能、地热等发电受地域或其他条件的限制限制较大，而且目前还存在着众多非电力驱动的机械，如果要彻底的改变人类能源利用的方式和结构，需要相当相当长的一个时期来改变。

而利用微藻来生产生物燃料在目前来看是最好的选择之一，前文已经对此进行了简单的阐述，下表为利用不同生物生产生物柴油的比较。

Comparison of some sources of biodieselCropOil yield(L/ha) Land area needed (M ha) aCornSoybean Canola Jatropha CoconutOil Palm Microalgae b Microalgae c 1724461190189226895950136,90058,7001540594223140994524.5a For meeting 50% of all transport fuel needs of the United States.b 70% oil (by wt) in biomass.c 30% oil (by wt) in biomass.微藻能提供多种形式的生物燃料，包括利用微藻藻体发酵生产甲烷(Spolaore et al.,2006)；利用微藻中的脂肪酸生产生物柴油(Roessler et al., 1994; Sawayama et al., 1995; Dunahay et al., 1996; Sheehan et al., 1998; Banerjee et al., 2002; Gavrilescu and Chisti, 2005)。

藻类异养转化制备生物油燃料技术

图# 自养和异养小球藻分别在激光共聚焦显微镜下
和微分干涉显微镜下（& ，的示意图（$ ， %） ’）
A#自养小球藻具叶绿素荧光； P#异养小球藻不具叶绿素荧光； E# 自养小球藻细胞内无明显的脂肪泡； R#异养小球藻细胞内
充满脂肪泡
0#) 生物质燃油的分析
利用薄层层析方法和 @A5BCDEAF *GH! 仪
表"
元素组成和物理特性（. ） * （. ） ) （. ） 5 （. ） 6 （. ） O 密度（;< : = ）木材
!"# 利用高脂肪含量的异养藻快速热解获得高产
量的生物油实现快速热解的基本条件是超高加热速率、超短反应时间和适中的温度（$%& ’左右），因此本实验将温度设置在典型的快速热解温度 $&& ’ ，以研究自养、异养小球藻快速热解的一些特性。（)* ）和自养小球藻图 ( 所示为异养小球藻（+* ）快速热解的产物比率。
从图 ( 可以看出利用通过异养转化获得的高脂肪含量的藻细胞进行快速热解，获得了（. 藻干重）的产油率，是自养藻细胞产油率 $,-(. （/0-0.）的 !-1 倍。由于反应过程中有相当一部分藻粉粘附在反应器壁上，未完全反应并形成结块，同时冷却系统不能有效地将产物冷凝收集，也使油产量降低。通过热解设备的改进以及热解条件的优化，有望使异养藻生物油产率达到
可再生能源
（总第 &&( 期） !""#.#
实用技术
藻类异养转化制备生物油燃料技术
! 缪晓玲 &，，吴庆余 &
（&.清华大学生物科学与技术系，北京 &"""’#/ !.福建宁德师范高等专科学校生物系，福建宁德摘

小球藻油脂提取工艺及动力学研究

小球藻油脂提取工艺及动力学研究小球藻油脂提取工艺及动力学研究摘要：小球藻是一种富含油脂的微藻，其油脂含量及营养价值较高。

本文主要围绕小球藻油脂的提取工艺及动力学进行研究，旨在提高小球藻油脂的提取效率和利用价值。

引言：小球藻是一种原核藻类，具有优秀的生物学特性，被广泛用于生物燃料、食品、饲料等领域。

小球藻油脂作为其中的重要组分，含有丰富的不饱和脂肪酸和抗氧化物质，具有较高的营养价值和药用价值。

因此，提取小球藻油脂的工艺及动力学研究对于小球藻的利用具有重要意义。

一、小球藻油脂提取工艺1. 原料处理：选择新鲜小球藻细胞作为提取原料，采用湿法收获，避免细胞失活。

2. 提取溶剂选择：传统的提取溶剂包括正己烷、酯类以及超临界流体等。

在提取效率和环境友好性方面，选择合适的溶剂对于小球藻油脂的提取至关重要。

3. 破壁破气：通过机械破碎等方法，破坏小球藻细胞壁和藻细胞本身，更好地释放脂质。

4. 溶剂萃取：将小球藻细胞与溶剂进行充分接触和混合，实现油脂的溶解和分离。

5. 油脂精炼：通过蒸馏、去水、脱酸等工艺对提取的小球藻油脂进行精炼，提高其质量和纯度。

二、小球藻油脂提取动力学研究1. 反应动力学分析：反应动力学是研究化学过程中反应速率和反应机理的科学。

对小球藻油脂提取过程进行反应动力学分析，可以揭示油脂在提取溶剂中的运移规律，提高提取效率。

2. 反应速率常数计算：通过实验数据的拟合，可以计算得到反应速率常数。

反应速率常数是描述反应速率与反应物浓度之间关系的重要参数，对于理解和优化小球藻油脂提取过程具有重要意义。

3. 动力学模型建立：根据实验数据，建立小球藻油脂提取的动力学模型。

通过模型分析，可以确定工艺条件和优化参数，提高提取效率和经济效益。

结论：通过研究小球藻油脂的提取工艺及动力学，可以为小球藻油脂的利用提供理论依据和工程指导。

未来的研究方向可以进一步探讨小球藻油脂的稳定性、储存及降解机制等问题，为小球藻油脂的产业化利用提供支持。

利用微藻制取生物柴油的方法

利用微藻制取生物柴油的研究进展朱晗生物技术07Q2 20073004104摘要：随着人口增长的加速，自然资源日益短缺，而且面临着枯竭的危险。

传统能源枯竭的焦虑，引起了人们对可再生的生物资源浓厚的兴趣。

本文主要讨论了微藻，生物柴油以及利用微藻发酵制取生物柴油的研究进展。

关键词: 微藻; 生物柴油; 发酵0 前言生物柴油(Biodiesel)即脂肪酸甲酯, 是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料，是一种可生物降解、无毒的可再生能源。

生物柴油是生物质能的一种，作为一种清洁的低碳燃料,其含硫和含氮量均较低,同时灰分含量也很小,所以燃烧后SO2 、NO 和灰尘排放量比化石燃料要小得多,是可再生能源中理想的清洁燃料之一[1]。

但是由于较高的原材料成本，生物柴油的价格高于传统柴油,因此选取合适的、低成本的植物油脂资源来积极发展和生产生物柴油是发展的总趋势。

利用微藻制取生物柴油，不仅能够降低成本，另外，有些微藻会引起水华，赤潮等爆发，消耗水中大量的溶解氧，并会上升至水面而形成一层绿色的黏质物，使水体严重恶臭，水体中生物大量死亡，因此，如果利用此类微藻资源，还减轻环境负荷。

自1988 年以来,许多欧洲国家就已经开始将生物柴油作为传统柴油的替代品加以利用，并取得了较好的效果。

本文就利用微藻发酵生物柴油的制取进行综述,并讨论了存在的问题及其应用前景。

1 生物柴油生物柴油是典型“绿色能源”，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。

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。

目前生物柴油的制取方法主要有以下几种：利用油脂原料合成生物柴油的方法；用动物油制取的生物柴油及制取方法；生物柴油和生物燃料油的添加剂；废动植物油脂生产的轻柴油乳化剂及其应用；低成本无污染的生物质液化工艺及装置；低能耗生物质热裂解的工艺及装置；利用微藻快速热解制备生物柴油的方法；用废塑料、废油、废植物油脚提取汽、柴油用的解聚釜，生物质气化制备燃料气的方法及气化反应装置；以植物油脚中提取石油制品的工艺方法；用等离子体热解气化生物质制取合成气的方法，用淀粉酶解培养异养藻制备生物柴油的方法；用生物质生产液体燃料的方法；用植物油下脚料生产燃油的工艺方法，由生物质水解残渣制备生物油的方法，植物油脚提取汽油柴油的生产方法；废油再生燃料油的装置和方法；脱除催化裂化柴油中胶质的方法；废橡胶(废塑料、废机油)提炼燃料油的环保型新工艺，脱除柴油中氧化总不溶物及胶质的化学精制方法；阻止柴油、汽油变色和胶凝的助剂；废润滑油的絮凝分离处理方法。

清华大学科技成果——微藻自养-异养结合生产生物柴油技术

清华大学科技成果——微藻自养-异养结合生产生物柴油技术成果简介原料油脂费用占生物柴油生产成本的80％以上，目前原料油脂价格高居不下并不断上涨，制约了生物柴油产业化和商业化。

国内外生产生物柴油的主要原料是大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、地沟油等。

它们与农业争地，与食品及饲料争原料，单位生物量的产油率低，生产周期长，消耗大量的水资源、化肥和能源。

清华大学发明了微藻异养发酵生产生物柴油的新技术，其技术特征在于：通过对一种特别藻株特殊品系的筛选和代谢途径的改变，由光合自养转变为化能异养，细胞由绿变黄，生长繁殖更快，油脂含量提高3-4倍，达细胞干重的61%以上。

又将工业界成熟的发酵技术应用于高油脂异养微藻的生产，进一步提高发酵规模和细胞密度，现细胞发酵密度超过了100g/L，获取了大量异养干藻粉后提取油脂，经转酯化反应生成了高质量的生物柴油。

技术创新点（1）发明了微藻异养发酵生产生物柴油新技术，打通了以糖、淀粉、有机废水、二氧化碳等为原料、工业自动化条件下高效生产生物柴油的新途径；（2）异养藻细胞发酵产量和油脂含量不断创造新高（细胞干重100g/L，含油量60%），提高了该技术工业化生产的经济性；（3）在发酵前引入利用CO2和光合作用来减少糖或淀粉的消耗，降低成本同时减少温室气体的排放。

该技术获3项国家发明专利和2007年全国发明大会奖。

应用说明与有实力的企业界合作，在工业化规模上进一步降低微藻发酵过程的成本，实现该技术的商业化运作。

主要生产原料为二氧化碳及以下3类之一：（1）甜高粱、甘蔗等糖质原料；（2）木薯、玉米等淀粉质原料；（3）含糖有机废水。

生产设备：微藻培养池、光生物反应器、工业发酵设备及厂房为主。

生产消耗：电能、蒸汽等（无污染等环境问题）。

产品应用：微藻生物柴油质量好，应用范围与目前市场上销售的柴油完全相同。

投资风险：本技术创新性强，没有前人的实践、范例和经验；通过工业化和规模化来实现进一步降低成本的目标；高技术、高投入、预期高回报的同时也存在投资风险。

海洋微藻制油的方法

海洋微藻制油的方法利用海洋资源规模化的养殖微藻制取高品位液体燃料已经成为国际新能源开发的前沿研究热点和高技术竞争焦点，对发展低碳经济和循环经济具有重要意义。

微藻具有含油量高、油质好、生长速度快、不占用耕地、减排二氧化碳、净化环境等独特优势，因此作为第三代生物质能受到越来越多的重视。

微藻是一种可利用多种水资源，例如淡水、咸水、盐水、海水、生产废水以及污水的生物质。

一些富营养的污水也可以为微藻的生长提供必不可少的营养元素，例如氮、磷、碳、铁、镁等。

这些污水不仅可以提供微藻生长，其自身也可以得到净化和排污，再者由于现在世界各国都要求减排二氧化碳等温室气体，微藻生物能源也可以起到固定燃煤电厂的二氧化碳的作用，即微藻在进行光合作用时可以需要吸收二氧化碳，既起到了固碳的作用，又富集了自身的油脂含量，微藻光合作用固定大气环境中微量二氧化碳已有大量文献研究，而关于微藻减排工业烟气中高浓度二氧化碳也已经成为最近几年的研究热点。

绿藻和蓝藻对固定高浓度二氧化碳具有十分突出的优势，如小球藻和螺旋藻在10％的二氧化碳浓度下生长固定二氧化碳的效率分别迖到56％和39％，但是关于二氧化硫、氧化氮和粉尘等多种烟气污染物对微藻固碳影响的研究报道还比较缺乏。

微藻还可以在贫瘠的土地上养殖，具有不与粮食相争、自身生长速度快、油脂含量高等优势，因此，微藻极有希望为未来的发展提供能源的来源。

现阶段，微藻商业化的养殖主要还是用于市场价格较贵的领域，如保健品等。

但其市场容量不大，而微藻本身所含有的高油脂也未得到合理的运用，所以微藻制取生物柴油或者航空煤油是其未来发展的主要趋势，这也是微藻作为生物质能源解决环境与能源的使命。

当前微藻制油主要有以下6种方法。

1、溶剂萃取方法这种方法运用溶剂与油脂相似相溶的原理，把油脂从微藻细胞里萃取出来。

常用的溶剂有氯仿、甲醇、二氯甲烷、石油醚、正己烷和甲苯等。

提取的方法有BlighandDyer方法、Folch方法和索氏提取法等。

微生物制生物柴油

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微藻能源的开发前景
随着化石能源的枯竭，无论在未来的经济建设或社会开展等方面，生物燃料都将发挥更大的作用。生物柴油是一种非常优良的新型可再生能源，通过微藻生产生物柴油在技术上说是可行的，并且它是实现生物燃料完全替代石化燃料的最正确途径，而能否实现其工业化取决于其制造本钱。为了降低本钱并且提高微藻生物柴油的性能和质量，可以从优良藻种的获取、产油培养条件的优化、微藻培养技术和策略的改进、生物柴油生产方法的改进和系统化等几个方面进行深入的研究。并且这是一个变废为宝的产业，而且还可以生产更多的下游产品。在石油价格大幅上升，粮食短缺问题日渐突出的今天，该产业有着广阔的开展前景。
生物柴油(biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。对于生物柴油的原料．人们的目光一直集中在传统的陈化粮、木质素、动物油脂等领域，而对于开发前景同样广阔、属水生植物的藻类却认识缺乏。事实上，作为一种重要的可再生资源．藻类具有其他非藻类可再生资源无可比较的优越性。
四、加工工艺相对简单。微藻没有叶、茎、根的分化，不产生无用生物量，易被粉碎和枯燥，预处理的本钱比较低。而且微藻热解所得生物质燃油热值高，是木材或农作物秸秆的1．6倍。

藻中提取生物柴油

生物柴油
生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
国内外研究现状
2、澳大利亚现状 2009年底，笔者有幸从澳大利亚墨尔本获得澳大利亚的 “富基绿色新能源生物柴油(Fulifuelblodiese1)”项目的资料，从中得知，该项目进行了大量的藻类优良品种筛选工作，在5×10多种海藻中，最终精选出脂质含量高的3个优秀品种，a)微拟球藻(Nannochloropsissp)，其脂质含量为净重的31％～68％；b)裂殖壶菌(Schizochytriumsp)，其硅藻脂含量为净重的50％～77％；C)布朗葡萄藻(Botryococcusbraunii)，其硅藻脂质含量为净重的25％～75％。这3种微藻中，以微拟球藻最优，因为其抗菌力强，生命力顽强；易于生养，培育简单，处理方便；咸水物种；高脂质含量(脂质达净重的70％)。
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海藻生产和海藻油提取
• 藻类的厚壁孢子具有坚韧的细胞壁，会阻碍对细胞内生物质的提取。因此在提取海藻油前，必须对海藻细胞进行破壁处理。超声波法或超微加超声法是目前实验室对藻细胞进行破壁的常用方式，且破壁效率高，一般细胞破壁率都可以达到95% ~ 98%。在海藻生物柴油工厂采用这类破壁方法存在两个主要问题，一是设备昂贵，二是能耗高。 • 采用机械破壁法、物理法和酶解法对螺旋藻进行破壁试验证实，机构法的破壁效果较好且易操作，而研磨法是螺旋藻细胞的最佳破壁方法，在胶体磨和匀质机上进行螺旋藻细胞的破壁试验效果更理想。

微藻油脂制备生物基多元醇理化性能分析与结构表征

微藻油脂制备生物基多元醇理化性能分析与结构表征
微藻油脂是一种可以用来制备生物基多元醇的油脂。

微藻油脂中含有丰富的油酸，可以通过化学反应加工成多元醇。

生物基多元醇具有许多优秀的理化性能，如高折光率、低沸点、优异的溶解性和生物相容性等。

因此，对微藻油脂制备的生物基多元醇进行理化性能分析是非常重要的。

常用的分析方法包括分子量测定、折光率测定、沸点测定、溶解性测定和生物相容性测定等。

经过理化性能分析，可以为微藻油脂制备的生物基多元醇的应用提供重要的参考。

生物基多元醇是一类具有多种应用的有机化合物，它们的结构表征主要包括分子式、分子量、结构式和同位素组成等方面。

分子式是描述化合物分子中原子种类和数量的符号表示。

例如，甘油的分子式为 C3H8O3。

分子量是描述化合物分子中所有原子质量总和的物理量。

分子量单位通常为克每分子（g/mol）。

例如，甘油的分子量为 92.09 g/mol。

结构式是描述化合物分子中原子种类和数量以及它们之间的化
学键类型的图示方法。

例如，甘油的结构式如下所示：
H-C-O-C-C-O-H
| |
H-C-O-H
同位素组成是描述化合物中原子中不同同位素的相对含量的物
理量。

同位素组成可以用来表征化合物的稳定性和生物活性。

例如，甘油的同位素组成可能是这样的：
12C：98.89% 13C：1.11%
1H：99.985% 2H：0.015% 16O：99.757% 17O：0.038% 18O：0.205%。