微藻生物柴油综述
微藻柴油的简介及其面临的主要问题
任课教师：张正义微藻柴油的简介及其面临的主要问题目前制约生物柴油发展的难题，主要是原料昂贵、来源不稳定。
由于世界各国采用的多为油料植物、粮食作物等原料，成本高、生长周期长并受环境限制，因此生物柴油的价格远高于传统柴油。
选取合适的、低成本植物油脂资源来发展和生产生物柴油成为各国的研究热点。
而利用藻类生物质生产液体燃料对缓解人类面临的粮食、能源、环境三大危机，有着巨大的潜力。
藻类是最低等的、自养的放氧植物，也是低等植物中种类繁多、分布极其广泛的一个类群，具有生物量大、生长周期短、易培养及脂类含量较高等特点，是制备生物质能源的良好材料。
此外，藻类在增值过程中大量吸收温室气体二氧化碳，在实现清洁能源生产的同时，减排二氧化碳。
微藻生物柴油能够解决目前使用植物原料发展生物柴油面临的耕地不足、气候变化对产量影响大和引起农作物价格上涨等突出问题。
通过转基因技术培育“工程微藻”，繁衍能力高，生长周期短，比陆生植物产油高出几十倍，并且能用海水作为其天然培养基进行工业化生产。
面对植物原料生产生物柴油的诸多问题，利用微藻产油具有不与农业争地的明显优势，而且可用海水作为天然培养基进行大量繁殖。
跟植物一样，微藻也是利用光照产油，但却比植物作物的效率高很多。
大多数微藻的产油量远远超过了最好的油料作物。
不像其他油料作物，微藻生长极为迅速，而且含有极其丰富的油脂。
藻类光合作用转化效率可达１０％以上，含油量达３０％。
微藻的生物柴油产量是最好的油料作物的８～２４倍。
微藻不是一个分类学的名词，而是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小的藻类群体。
微藻通常是指含有叶绿素ａ并能进行光合作用的微生物的总称，其中还包括蓝细菌。
目前发现的藻类有三万余种，其中微小类群占７０％，广泛分布于各种水体。
目前应用生物技术进行大量培养或生产的微藻分属于４个藻门：蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。
当前，国内外有许多科学家在探索发现新的藻种，并研制“工程微藻”，希望能实现规模化养殖，降低成本，为获取油脂资源提供一条可靠的途径。
微藻生物柴油的现状与进展
微藻生物柴油的现状与进展一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的日益加强，寻找可再生、环保的替代能源已成为全球科研和工业领域的热点。
微藻生物柴油作为一种新兴的绿色能源，其独特的优势与潜力正逐渐受到人们的关注。
本文旨在全面概述微藻生物柴油的当前发展状况、技术进步、应用前景以及面临的挑战，以期对微藻生物柴油的研究与应用提供有益的参考和启示。
文章将首先介绍微藻生物柴油的基本概念、特点及其作为可再生能源的重要性，然后重点分析微藻生物柴油的生产技术、产业链构建、市场应用等方面的现状与进展，最后探讨其未来发展趋势和可能遇到的问题。
通过本文的阐述，读者可以对微藻生物柴油有一个全面而深入的了解，为相关研究和产业发展提供有益的参考。
二、微藻生物柴油的基础知识微藻生物柴油是一种由微藻经过特定培养和处理过程后提取出的可再生能源。
微藻，作为一类微小的水生植物，具有生长迅速、光合作用效率高、生物量产量大等特点，因此被视为生物柴油生产的理想原料。
微藻生物柴油的生产过程主要包括微藻的培养、收获、油脂提取和生物柴油的合成等步骤。
在微藻培养阶段，需要选择适合的培养基和光照条件，以促进微藻的生长和油脂的积累。
收获阶段则采用离心、过滤等方法将微藻从培养液中分离出来。
油脂提取则利用有机溶剂或物理方法将微藻细胞内的油脂提取出来。
通过酯化或酯交换反应，将提取出的油脂转化为生物柴油。
与传统的化石柴油相比，微藻生物柴油具有可再生、环保、可持续等优点。
微藻生物柴油的原料来源广泛，生长周期短，不受地域限制，因此具有巨大的生产潜力。
微藻生物柴油的燃烧产物主要是二氧化碳和水，对环境影响小，有利于减缓全球气候变化。
微藻生物柴油的燃烧效率高，动力性能良好，能够满足现代交通工具的需求。
然而，微藻生物柴油的生产也面临一些挑战和限制。
微藻生物柴油的生产成本较高，主要包括微藻培养的成本、油脂提取和生物柴油合成的成本等。
微藻生物柴油的生产过程中会产生一些废弃物和废水，需要进行有效的处理和处置。
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。
微澡-生物柴油--论文
微藻生物柴油的发展前景及研究方向摘要：化石燃料是当前人类使用的主要能源，但其日益消耗殆尽，同时造成了严重的温室效应和环境污染问题，因此，生物柴油被当作化石燃料的绿色替代品，这种可再生的碳中性的能源对于环境和经济可持续发展是必要的．而微藻因含油量高，生长速率快，能利用温室气体CO2等优势，成为制备生物柴油最有潜力的原料之一。
该文介绍了生物柴油的优势，阐述了微藻作为生物柴油原料的优越性，对在微藻生物柴油技术国内外现状及面临的问题和今后的研究方向进行了综述和展望。
关键词：生物柴油微藻可再生能源综述：随着能源安全和环保问题日益严峻，开发利用环境友好的可再生性能源迫在眉睫。
目前，可替代石油产品的可再生能源主要是生物乙醇和生物柴油。
生物乙醇在国内外的发展已具有一定规模，尤其是利用非粮作物(如木质纤维素等难于水解的生物质)为碳源生产乙醇具有广阔的发展前景，但在低成本生产技术方面一直难以有重大突破。
近年来，生物柴油作为化石能源的替代品，已成为国际上发展最快、应用最广的环保可再生能源，但制约其大规模发展的关键问题是原料严重不足。
近年来，人们普遍认为微藻光自养生长过程合成的油脂是一种极有希望制备生物柴油的原料。
1.生物柴油的优势和缺点生物柴油是以生物体油脂为原料，通过分解、酯化而得到的长链脂肪酸甲酯，是一种可以替代普通柴油使用的环保、可再生能源。
生物柴油的油脂原料来自植物油脂(大豆油、玉米油、菜籽油、棕榈油等)、动物油脂(各种动物脂肪)、微藻脂肪酸以及废弃食用油(地沟油)等。
生物柴油作为化石燃料的替代品，与化石柴油及燃料乙醇等其他液体燃料相比，有突出的特性：生物柴油不含石蜡，闪点高，燃烧性能和效率要高于普通柴油，使用时更安全；同时可以通过种植、养殖或培养源源不断地得到，因而属于可再生资源；生物柴油产品中含硫和氮较少，可以减少产生S02和NO对大气的排放量。
以淀粉类作物和木质纤维素类物质发酵产生的燃料乙醇，燃烧后尾气排放污染小，但其热值只有普通汽油的2/3，比柴油更低，且乙醇易吸水使燃烧值下降。
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。
微藻生物柴油
微藻生物柴油综述汪林祥 孟春玲摘 要 微藻含油脂量高，生长速度快，并且其养殖不占用耕地，还能有效地捕获二氧化碳,有助于减少温室气体排放和改善气候变化，是制备生物柴油的最佳原料。
目前，阻碍微藻生物柴油成为商业化燃油的主要瓶颈是成本高。
传统的油脂提取和酯交换制备生物柴油工艺复杂，产物纯度低和产生大量废水都是导致高成本的重要因素。
本文将主要介绍利用微藻制备生物柴油的研究技术，并展望如何经济环保地制备高纯度微藻生物柴油的发展方向。
关键词 微藻；生物柴油；非均相催化剂；超临界ABSTRACT Microalgae have high oil content and grow rapidly. Unlike other oil crops, microalgae will not compete with food crops for arable land. Cultivation of microalgae can also effectively sequester CO which in turn reduces greenhouse gas emissions and global warming effects, therefore it is a great source of feedstock for biodiesel. Significant hurdle has to be overcome however before commercialization of algae biodiesel is its high operational cost. Process complicity in traditional lipid extraction and transesterification to biodiesel, low in product purity and result in large amount of waste water are some of the causes to high cost. Therefore how to economically and environmental friendly produce high quality biodiesel from microalgae is our main research focus.KEYWORDS microalgae; biodiesel; heterogeneous catalyst; supercritical1 引言近年来，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。
微藻生物柴油
微藻生物柴油的进展1微藻生物柴油简介1.1生物柴油简介面对石油储量的不断减少，能源消耗急剧增长，导致石油价格不断上涨，全世界都面临着能源短缺的危机。
随着石化燃料引起的环境污染问题日益恶化，对人体健康造成极大的危害，以及人们对生活水平的提高和环境保护意识的增强，寻找和开发新的，对环境无害的、非石油类的可再生资源，控制汽车尾气排放和温室效应，保护人类赖以生存的自然环境日益引起人们的关注。
同时全球能源需求不断扩大，寻求可以替代石油在能源结构中占主导地位的可再生清洁能源是目前普遍关注的热点[1、2]。
生物柴油是一种已经得到证明的燃料，因其是可再生性的环保燃料能源而得到世界的广泛关注。
生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯，是以可再生资源（如菜籽油、棉籽油、葵花子油、棕榈油、椰子油、回收烹饪油、动物油以及微生物油脂等）为原料而制成具备与石油柴油相近的性能的产品。
1.2生物柴油的性能生产和使用生物柴油的技术已经存在了50余年。
而且与石油柴油相比，生物柴油的性能更加优良。
主要表现在：1.2.1优良的环保特性与石化柴油相比，生物柴油可降低90%的空气毒性。
由于生物柴油含氧量高，燃烧排烟少，CO的排放量可减少约10%（有催化剂时为95%）。
同时生物柴油的生物降解性高[3]。
另外，生物柴油原料来源于光合作用，它可抵消由于生物柴油燃烧过程释放的CO2，因此使用生物柴油不会导致温室效应[4]。
1.2.2良好的燃料性能生物柴油含氧量高于石油柴油，可达11%，在燃烧过程中所需的氧气量较石油柴油少，燃烧、点火性能优于石油柴油，且燃烧残留物呈微酸性，可延长催化剂和发动机机油的使用寿命。
1.2.3可再生性物柴油作为一种可再生能源，通过农业和生物科技的发展其资源不会枯竭。
且通用性好，无需改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储运设备及人员的特殊技术训练。
1.3微藻生物柴油介绍目前，生物柴油主要是以植物和动物脂肪酸为原料来生产的，而不是微藻。
微藻制备生物柴油的研究
微藻制备生物柴油的研究一、小球藻简介小球藻(Chlorella)是小球藻属绿藻门，绿藻纲，绿球藻目，卵孢藻科，小球藻属，包括大约10 个种. 小球藻细胞组成中的蛋白质含量为7.3%~88%，碳水化合物为 5.7%~38%，脂类为4.5~86%。
小球藻细胞中脂类含量的增加主要是由于脂肪酸积累的结果。
在氮饥饿条件下，蛋白核小球藻在生长时可形成高达86%的脂类，而在正常的小球藻细胞中，脂类含量为25%。
在正常和氮饥饿条件下生长的小球藻在脂肪酸组成上没有明显的差异。
此外，小球藻的异养培养技术，特别是高细胞浓度培养技术的研究得到了较深入的发展，这对制备生物柴油需要高生物量的微藻来说，也是具有重要价值的。
小球藻中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A 羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达，在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。
选择合适的分子载体，使ACC 基因在细菌、酵母和植物中充分表达，还进一步将修饰的ACC 基因引入小球藻中以获得更高效表达。
二、脂肪酶的提取、制备及油脂制备生物柴油2.1小球藻培养小球藻置于26℃(±1)光照培养箱通气培养, 光照强度3500lux~4500lux。
培养基成分：Glucose 10g/L，KNO32.0g/L，KH2PO41.25g/L，MgSO41.25g/L，FeSO420mg/L，初始pH8。
自养小球藻培养在标准培养基中,通过光合作用进行自养生长,从而获得绿色的自养小球藻。
通过改变标准培养基中的营养成分,即将甘氨酸成分降至0.1g/L,另加入10g/L葡萄糖,原来绿色的小球藻细胞便通过吸收葡萄糖进行异养生长,从而获得黄色的异养小球藻。
待异养藻细胞生长到对数期后期时,离心收集藻细胞。
2.2粗酶的提取和精制用匀浆法浆细胞破碎，获得最大蛋白含量及最高总酶活的粗酶液，对细胞破碎得到的粗酶液进行硫酸铵沉淀，当硫酸铵浓度为43%时，除去杂蛋白，再将硫酸铵浓度提高到85%沉淀酶液，将沉淀溶于蒸馏水，采用透析或葡聚糖凝胶G—25脱盐。
微藻生物燃料研究报告
微藻生物燃料研究报告随着全球能源需求的不断增长，传统的化石燃料已经不能满足人类的需求，而生物燃料成为了人们探索的新领域。
微藻生物燃料是其中的一种，由于其高生物量、高生长速度、能够在废水等废弃物中生长等特点，被认为是未来最有潜力的生物燃料之一。
本文将对微藻生物燃料的研究进行综述。
一、微藻生物燃料的基本概念微藻是一种单细胞藻类，具有高生物量、高生长速度、不受季节变化影响、能够在废水等废弃物中生长等特点。
微藻生物燃料是利用微藻生长过程中吸收的二氧化碳，通过光合作用转化为有机物，再经过生物转化过程，得到生物燃料的过程。
二、微藻生物燃料的制备方法1. 光合作用法光合作用法是最常用的制备微藻生物燃料的方法。
通过在光照条件下培养微藻，使其进行光合作用，将二氧化碳和光能转化为有机物，再通过生物转化得到生物燃料。
该方法具有操作简单、成本低廉等优点，但是生产效率较低。
2. 暗发酵法暗发酵法是利用微藻在黑暗条件下进行发酵，得到生物燃料的方法。
该方法具有操作简单、生产效率高等优点，但是需要较高的能量输入。
3. 混合法混合法是将光合作用法和暗发酵法相结合的方法。
首先将微藻在光照条件下进行光合作用，然后将其转移到黑暗条件下进行发酵，得到生物燃料。
该方法具有操作简单、生产效率高等优点，但是需要较高的能量输入。
三、微藻生物燃料的应用前景微藻生物燃料具有许多优点，如高生物量、高生长速度、不受季节影响、能够在废水等废弃物中生长等，因此被认为是未来最有潜力的生物燃料之一。
微藻生物燃料可以替代传统的化石燃料，减少二氧化碳排放，降低对环境的影响。
此外，微藻生物燃料还可以应用于农业、化工等领域，具有广阔的应用前景。
四、微藻生物燃料的研究进展1. 微藻生物燃料的生产效率提高近年来，研究人员通过选择高生产力微藻品种、优化培养条件、提高二氧化碳利用率等措施，成功提高了微藻生物燃料的生产效率。
2. 微藻生物燃料的生产成本降低微藻生物燃料的生产成本一直是制约其应用的主要因素之一。
基于微藻制备生物柴油的研究
基于微藻制备生物柴油的研究随着经济和技术的发展，越来越多的人开始关注可再生能源的发展和使用。
从风能、太阳能到水力能，这些可再生能源的发展已经成为我们社会的重要议题。
而在这些可再生能源当中，最具可持续性的能源之一就是生物柴油。
生物柴油是一种由植物或者动物油脂转化而成的柴油替代品，它现在已经被广泛应用在农业、航运、军事和工业领域。
微藻作为一种新兴的制造生物柴油的来源，已经引起了人们的广泛关注。
微藻是一种独立于土地和淡水资源的真正的“超级生物”，它可以利用太阳能进行光合作用，并且在较短的时间内实现大规模的繁殖。
此外，微藻油所含的油酸、亚油酸和硬脂酸等成分与常规石油柴油具有相同的化学结构，因此，具有很高的生物降解性和可再生性。
当前，基于微藻制备生物柴油的研究已经取得了许多进展。
下面，我们将就基于微藻制备生物柴油的研究进行探讨。
一、微藻的筛选与培养从大量的微藻物种中筛选出高油脂产量的微藻物种是制备生物柴油的关键之一。
科学家们进行了大量的微藻筛选工作，最终选出了产量较高的微藻品种，如麦角藻、轮虫藻、硅藻等。
针对不同的微藻品种，科学家们采用了不同的微藻培养技术。
其中比较常用的微藻培养方式包括批量培养、连续培养和悬浮培养等。
二、微藻的油脂提取与转化微藻油脂提取技术是生产生物柴油的关键。
目前，常用的油脂提取方法主要有溶剂提取法、机械压榨法、微波法、超声波提取法等。
其中，超声波提取法是一种比较有效的提取方法。
它不需要额外的化学试剂，只需要超声波的作用就可以实现油脂的有效提取。
经过油脂提取后，科学家们需要将油转化为可用于柴油引擎的生物柴油。
其中，生物柴油转化反应的最核心部分就是酯化反应。
酯化反应通常利用催化剂来促进，这样可以大大提高反应速率。
酯化后的生物柴油的性能与石油柴油相似，可以直接用于柴油引擎。
三、微藻的生产成本控制尽管微藻的制备生物柴油的技术和产业发展前景十分广阔，但是在现实中，基于微藻制备生物柴油的生产成本却比较高。
生物柴油生产的新技术与新方法
生物柴油生产的新技术与新方法随着人们对环保的重视以及对石油资源的日益消耗，生物柴油的生产方式越来越受到关注。
针对传统生产方式所带来的环境问题和能源危机，科学家们在生物柴油生产上投入了大量的研究力量，开发出了许多新技术和新方法，让生产过程更环保，更高效。
一、微藻生产生物柴油微藻是一类微小的藻类，生长于淡水或海水中，其生物量比陆生植物高，而且具有生长周期短、生长速度快、生长环境要求低等特点。
利用这些优势，科学家们针对微藻进行了研究，开发出了利用微藻生产生物柴油的方法。
微藻生产生物柴油主要通过两个步骤完成：第一步是培养微藻，将其生长到一定程度；第二步是将微藻进行油脂提取和转化，得到生物柴油。
这个过程看似简单，但需要技术的支撑。
微藻生产生物柴油的最大难点是如何提取微藻中的油脂。
传统方法是采用化学溶剂提取法，但这种方法存在成本高、废弃物处理难等问题。
因此，科学家们开发出了一些新方法，如使用超声波、微波等技术提取油脂，通过共沉淀、乳化和聚集等方法使得油脂分离出来。
这些方法的使用大大降低了生产成本，提高了生物柴油的生产效率。
二、利用农业废弃物生产生物柴油生产柴油需要的原料不仅仅是石油，还可以是植物油。
而农业废弃物中含有大量的植物油，利用这些废弃物可以生产生物柴油，同时解决了农业废弃物处理的难题。
利用农业废弃物生产生物柴油分为两个步骤：第一步是将农业废弃物进行处理，提取其中的植物油；第二步是将植物油进行酯化、转化等处理，得到生物柴油。
其中，对农业废弃物进行处理的方法包括机械压榨、超声波法等，但这些方法产生的植物油油质较差、产量较少。
因此，科学家们提出了一种新方法——利用微生物发酵来提取植物油。
该方法通过微生物发酵生产酶解酶，将其加入到废弃物中，将废弃物中的大分子物质分解成小分子的植物油酯，使得生产效率和油质得到了大幅提高。
三、生物柴油的氢气化技术生物柴油的氢气化技术是一种将生物柴油中的不饱和双键和脂肪酸进行部分饱和的技术。
生物柴油综述
生物柴油综述摘要：生物质能源作为可再生能源，是目前世界能源消耗总量仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，在整个能源系统中占有重要的地位。
作为生物质能源最重要的可再生液体燃料之一，生物柴油具有能量密度高、润滑性能好、储运安全、抗爆性好、燃烧充分等优良使用性能，还具有可再生性、环境友好性及良好的替代性等优点，是最具发展潜力的大宗生物基液体燃料，合理开发利用生物柴油对于促进国民经济的可持续发展、保护环境都将产生深远意义。
关键词：生物柴油；分类；理化特性；优点；发展现状Review of BiodieselSusu Peng(College of Chemistry and Engineering, Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing 102617,China)Key words: Biodiesel；Classification；Physical and Chemical Properties；Advantages； Development Status;能源是人类社会发展的支柱，随着世界经济的快速发展，对能源的需求量也飞速增加。
据BP公司的预测，按照目前的开采量计算，全世界石油储量只能开采40年，天然气为65年，煤炭为165年[1]。
能源短缺已经成为制约世界经济发展的重要因素。
为此，寻求可再生能源倍受世界各国关注。
生物质能源作为可再生能源，是目前世界能源消耗总量仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，在整个能源系统中占有重要的地位。
其主要成分是由动、植物油脂（脂肪酸甘油三酯）与短链醇（甲醇或乙醇）经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯。
生物柴油的原料丰富，包括植物油（草本植物油、木本植物油、水生植物油）、动物油（猪油、牛油、羊油、鱼油）和工业、餐饮废油等。
作为生物质能源最重要的可再生液体燃料之一，生物柴油具有能量密度高、润滑性能好、储运安全、抗爆性好、燃烧充分等优良使用性能，还具有可再生性、环境友好性及良好的替代性等优点，是最具发展潜力的大宗生物基液体燃料[2]，合理开发利用生物柴油对于促进国民经济的可持续发展、保护环境都将产生深远意义。
微生物制生物柴油
柴藻 五生而油体、产且。 生微 效 微物 藻率藻本 生低热身 物，解（ 适还 产占所1的可 量地得）以 与面生藻得 产积物选到油大质类择再 率；燃利 高油合用 。热， 值生 高产 ，出 是有 木高 材附 或加 农值 作（ 基的 物2因产 秸）品 秆进， 的对如1行．目保6修健倍的品。饰、药品、化装品等。（ 进 时3一 间）步适培宜养条一件段下
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。
生物柴油-微藻
缺 点
• 生产成本高；提纯方法落后且成本高 • 高等植物中的油脂大都属于中性脂，易于通过压 榨方式提取，因此提取后，油脂基本上不存在极 性脂和色素。而微藻细胞小，难以通过常规的压 榨方式以获取油脂，用有机溶剂来提取，油脂中 不可避免存在大量色素和磷脂等极性脂，为后续 提炼过程带来相当大的隐患
优 点
展望未来
• 微藻可以旺盛地消耗高浓度的CO2和NO2，这些火力发电厂 的污染物则是微藻的营养。来自化石燃料发电厂的废气可 以直接通入微藻生产设备，此举既能显著地提高生产能力 ，还能清洁空气。微藻利用光合作用固定CO2，将光能转 化为化学能的形势储存于油脂，我们利用油脂生产生物柴 油，燃烧后产成CO2和水，这一过程完全符合节能减排的 要求。 • 微藻法生产生物柴油可以与其他生产过程相结合，构成一 套完整的产业链，同时节约原料，充分利用产物，如下图 所示，即为伪造生物柴油生产过程的系统化。
谢 谢
目前，正在研究 选择合适的分子 载体，使ACC基因 在细菌、酵母和 植物中充分表达， 还进一步将修饰 的ACC基因引入微 藻中以获得更高 效表达。
步骤（3）微藻的培养
微藻主要类型——光能自养型 能源：光 碳源：二氧化碳 培养技术：
敞开式培养（如跑道式）图一 密封式光生物反应器培养（如气升式光生物反应器） 图二 光生物反应器即为设计有光源系统的、主体为透明材料的生物 反应器
生物柴油
Biodiesel ——微藻法
陈梦婕 5091109032
生物柴油的特点
• 生物柴油与石化柴油相比有以下优点： 十六烷值较高, 大于49( 石化柴油为45 ), 抗 爆性能优于石化柴油。 含氧量高于石化柴油,可达11% , 在燃烧过程 中所需的氧气量较石化柴油少, 燃烧、点火性 能优于石化柴油。 不含芳香族烃类成分而不具致癌性, 并不含硫、 铅、卤素等有害物质。无须改动柴油机， 可 直接添加使用。
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。
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微藻生物柴油综述
表 1. 几种生物柴油原料比较[3]
2 微藻生物柴油
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 Species Program(ASP)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。中试装置运行了一年，可获得高达0.05 kg/(m 2d)的工程微藻，微藻含油量达到40~60％。 1978~1996年累计投入科研经费2505万美元[2]。由于 油价上涨，2007年底美国能源部又将这个中断了11 年之久的项目重新启动。 微藻种类繁多，广泛分布于淡水和海水中。全球 已经鉴定的微藻大约有40000种，而且其数量还在不 断增加[2]。微藻的生长速率远远高于陆生作物，一般 微藻在24h内其生物量就可以加倍，在指数生长期的 生物量倍增时间一般为3.5h。微藻能用海水培养，能 耐受沙漠、干旱地、半干旱地等极端环境，不占用耕 地，因此不会对粮食作物的生产构成威胁。与传统的 大豆、玉米等生物柴油原料相比，微藻占地面积明显 减少。如表 1所示[3]，当微藻含油量为30%时，每年 每公顷种植面积能生产58700L油，满足美国50%的交 通用油需求仅需要美国耕地的2.5%，而玉米每年每公 顷种植面积只能生产172L油，满足美国50%的交通用 油需求却需要美国现有耕地面积的8倍多。
图 2 油脂转化为生物柴油的反应式
3.1 液体碱催化法
图 1 利用微藻生产生物柴油和产品的综合利用工艺
[4]
在制备生物柴油的酯交换反应中，活性最高、应 用最多的是液体碱催化剂。这一类催化剂主要有氢氧
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Vol. 4 No.2/ Feb. 2010 化钠、氢氧化钾、甲醇钠等。在较小醇油比、较低温 度条件下，反应能够在数分钟或几十分钟内接近并到 达终点，最终收率一般能达到9 0 ％以上。其反应机 理如图3所示[5]。 收困难，且不可避免地产生大量废水，非均相催化法 能够很好地解决这些问题，并且催化剂还可以重复 利用，因此非均相催化酯交换过程逐渐受到人们的关 注。非均相催化法主要分为非均相酸催化和非均相碱 催化。 非均相酸是一种给出质子和接受电子对的固体， 即具有Bronsted酸活性中心和Lewis酸活性中心。这 种催化剂具有在反应条件下不易失活、对油脂的质量 要求不高、能催化酸值和含水量较高的油脂的优点， 已被广泛应用于生物柴油的制备。非均相酸催化剂大 致可分为固体超强酸、金属盐催化剂和树脂型固体酸 等。非均相酸催化酯化反应机理如图5所示[6]。
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微藻生物柴油综述
汪林祥 孟春玲
摘 要 微藻含油脂量高，生长速度快，并且其养殖不占用耕地，还能有效地捕获二氧化碳,有助于减少温室气体排放和改 善气候变化，是制备生物柴油的最佳原料。目前，阻碍微藻生物柴油成为商业化燃油的主要瓶颈是成本高。传统的油脂提 取和酯交换制备生物柴油工艺复杂，产物纯度低和产生大量废水都是导致高成本的重要因素。本文将主要介绍利用微藻制 备生物柴油的研究技术，并展望如何经济环保地制备高纯度微藻生物柴油的发展方向。 关键词 微藻；生物柴油；非均相催化剂；超临界 ABSTRACT Microalgae have high oil content and grow rapidly. Unlike other oil crops, microalgae will not compete with food crops for arable land. Cultivation of microalgae can also effectively sequester CO2 which in turn reduces greenhouse gas emissions and global warming effects, therefore it is a great source of feedstock for biodiesel. Significant hurdle has to be overcome however before commercialization of algae biodiesel is its high operational cost. Process complicity in traditional lipid extraction and transesterification to biodiesel, low in product purity and result in large amount of waste water are some of the causes to high cost. Therefore how to economically and environmental friendly produce high quality biodiesel from microalgae is our main research focus. KEYWORDS microalgae; biodiesel; heterogeneous catalyst; supercritical
图5 非均相酸催化酯化反应机理[6]
3.2 液体酸催化法
液体酸催化剂就目前而言主要有硫酸、苯磺酸、 磷酸和离子液体等。在酸催化条件下，不需要限制原 料油中游离脂肪酸含量，并且原料油不需要经过预处 理这一步骤，从而大大地节省原料油。其反应机理如 图4所示[5]。 液体酸催化法适用于游离脂肪酸和水分含量高的 油脂制备生物柴油， 产率高。但反应温度和压力较 高，醇用量大，反应速度慢，一般要几到几十个小时 才能完成，且产物分离困难，产生大量废水，催化剂 腐蚀性强，对设备和发动机的金属部件损害较大，反 应设备要求高，因此工业上一般不用酸催化法。
3.3 非均相催化法
液体碱催化法和液体酸催化法对催化剂分离回
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微藻生物柴油综述
3.4 酶催化法
生物酶催化酯交换是指油脂和低碳醇在脂肪酶 催化作用下进行酯交换反应，制备生物柴油。生物 酶催化制备生物柴油具有对原料中脂肪酸和水含量要 求低，工艺简单，反应条件温和，选择性高，醇用量 少，副产物少，生成的甘油容易回收且无需进行废液 处理等优点，可以解决液体酸或碱催化生产生物柴油 存在的催化剂难以分离，所需能量大等问题。但缺点 是反应体系中甲醇容易导致脂肪酶失活而失去催化能 力，同时酶的价格偏高，反应时间长。因此，提高脂 肪酶活性和防止酶失活是该法能否实现工业化生产 的关键。通过吸附、交联、包埋等方法来固定化脂肪 酸，固定化酶可以在反应结束后从体系中分离回收， 重新催化新的反应。将产生脂肪酶的全细胞作为生物 催化剂，可以实现酶的长期使用，降低工艺成本。
3 生物油的生产
微藻经培养，采收，提取得到的油脂为甘油三 酯。甘油三酯黏度较大，不能直接用作柴油，须将其 转化为较低粘度的燃料，目前生产生物柴油的最主 要的方法为酯交换法。采用酯交换法可以使油脂的分 子量降至原来的三分之一，粘度降至八分之一，该方 法生产出来的生物柴油的黏度与石化柴油非常接近， 十六烷值达到50，可以直接用来作为燃料。 在油脂酯交换反应中，甘油三酯与低碳醇(一般 用甲醇)在强酸或强碱作用下酯交换得到脂肪酸烷基 酯(即生物柴油)和甘油，反应式如图2所示。按化学 计量法计算，以甲醇为例，1mol甘油三酯需3mol甲 醇进行酯交换，由于酯交换反应是一个可逆反应，加 入过量的醇有助于反应的继续进行。而由于醇油不相 溶性，反应只在界面处发生，速率很慢，所以要加入 催化剂加速反应进行。根据催化剂的不同，酯交换法 可分为液体碱催化法、液体酸催化法、非均相催化 法、酶催化法和超临界法。
1 引言
近年来，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。生物柴油主要以玉米、大豆等农作物为主要生产 原料，是摆脱对传统石化能源依赖、减少温室气体排 放的替代能源。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。与常规柴油相比，生物柴油具有下述无法比拟的 性能： (1) 优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫 含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低；生物 柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因 而废气对人体损害低于柴油；由于生物柴油含氧 量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴 油相比明显减少。 (2) 较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点 达-20℃。 (3) 较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆 的磨损率低，使用寿命长。 (4) 较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于 危险品。因此，在运输、储存、使用方面的安全 性又是显而易见的。 (5) 良好的燃烧性能。十六烷值高，使其燃烧性好于 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。 (6) 可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不 同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量 不会枯竭。 (7) 使用方便。无须改动柴油机，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。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。 然而传统生物柴油主要以玉米、大豆等农作物为 原料，导致了对农作物的大量需求，而且，大规模改 种生物柴油农作物最大的隐患在于“与粮争地”，导 致粮食价格上涨。因此，积极寻找新的生物质能原材 料，以缓解目前的粮食和能源危机已成为世界各国高 度关注的问题。在众多的可提取生物柴油的材料中， 微藻具有分布广泛、光合效率高、生长周期短、产量 高、油脂含量高、环境适应能力强且不占用耕地等特 点[1]。另一方面，微藻的生长能够减少二氧化碳和硫 化物等气体的排放。利用微藻生产生物柴油具有广阔 的发展前景，微藻生物柴油很可能成为未来最重要的 可再生能源之一。
微藻可利用阳光、盐水、氮、磷和二氧化碳等生 产蛋白质，糖类和脂类物质。经过迅速生长阶段后， 限制营养物，许多微藻便停止生长和分裂，并利用其 全部能量让类脂物变成储存产物，供存活用。细胞中 积累相当量的类脂物后，收获微藻，通过抽取工艺， 抽取出脂类物，通过酯交换工艺生产生物燃料。其 综合工艺流程如图1所示[4]。提取脂类物以后的残余 物，富含碳水化合物和蛋白质等物质，可以作为食物 和饲料，也可以进行厌氧消化，生产乙醇、甲烷等生 物燃料。将藻类培养与电厂资源相结合，利用电厂排 放的CO2来培养微藻，制备的燃料供电厂使用，可进 一步降低生产成本。