能源微藻采收及油脂提取技术

微藻具有光合效率高、生长周期短、油含量高等特性,是一种极具前景的生物柴油大宗原料。藻体采收和油脂提取是决定微藻柴油生产成本的关键环节,此下游技术的改进对提高微藻产油的经济性意义重大。本文综述了国内外微藻培养液的浓缩采收方法,并对絮凝沉降、絮凝气浮、离心和过滤等方法的作用机制和采收效率进行比较;阐述了目前微藻油脂的提取技术,从操作条件和能量消耗角度分别对有机溶剂、超临界和亚临界法进行评价;特别介绍了一种同时实现微藻生长和油脂提取的新型微藻油脂原位萃取法;最后总结了微藻能源下游技术中存在的主要问题和今后的发展方向,为进一步提高微藻生物柴油经济性提出参考性意见。     

温室气体减排与微藻生物能源的集成

微藻生物能源具有巨大的开发潜力及应用前景,但仍面临很多产业化瓶颈.本文分析了微藻生物能源技术的潜力与存在的问题,指出制约微藻生物能源技术发展的主要障碍为规模养殖,如何提高微藻生长效率、降低能耗、提高规模生产的可靠性仍是面临的艰巨任务.本文介绍了石油化工企业温室气体减排与微藻生物能源技术的集成及技术思路,构建了减排工业废气与生产微藻生物能源的循环经济模式.此外,还介绍了中国石化在利用温室气体发展微藻生物能源技术方面的实践,围绕能源微藻选育技术、光生物反应器技术、微藻生物质加工及综合利用技术展开阐述.     

微藻脂肪合成与代谢调控

随着能源与环境问题的日益严峻,利用微藻生产生物柴油已经成为研究者们关注的焦点。与传统油料作物相比,微藻具有生长速度快、含油量高、不占用耕地等优势,是极具潜力的生物燃料生产原料。虽然许多微藻在压力条件下会在细胞内积累脂肪,特别是中性脂肪三酰甘油(TAG),它是生产生物柴油的主要原料,但目前对于微藻脂肪的合成和代谢调控还了解的很少。为了更好地理解和操纵微藻脂肪代谢以增强脂肪积累,本文综述了微藻脂肪合成与代谢调控的研究进展,包括TAG生物合成途径,提高脂肪积累的生化调控和基因工程策略,阐述了营养控制对脂肪积累的影响,总结了增强脂肪酸合成途径、增强Kennedy途径、调控TAG旁路途经、抑制脂肪合成的竞争途径、抑制脂肪的分解代谢等5种基因工程策略,同时也对微藻脂肪代谢研究的发展进行了展望。     

微藻的高油脂化技术

温室效应与石化能源紧缺已成为全球问题,生物燃料作为一种可再生且环境友好的替代能源受到人们的普遍关注。不少微藻油含量高,环境适应性强,净碳值几乎为零,被认为是生物质能,尤其生物柴油最重要的原料来源之一。本文综述了油脂微藻的国内外研究现状,并对高油脂微藻藻种筛选、高密度培养,以及提高微藻油脂含量和产油速率的可能方法进行了讨论;阐述了采用基因工程技术调控微藻脂类代谢途径生产高油脂的可能性;最后介绍了以CO2废气为碳源,膜生物反应器强化微藻培养技术,为进一步降低微藻产油成本,提高微藻生物柴油经济性提出了一条极有可能实现工业化的潜在高效生产途径。     

影响微藻规模化培养的因素

概述了微藻生物能源技术中的微藻规模化培养的研究现状,从藻种筛选、代谢机理、培养条件和光生物反应器几个不同的角度阐述了影响微藻规模化培养的因素,为微藻生物能源的发展及光生物反应器的研发提供建议与思路.     

甲酸处理对微藻油脂提取的影响

采用易于回收的有机酸处理微藻细胞,以微藻Chlorella protothecoides为原料,系统研究了甲酸处理对微藻油脂提取的影响.结果表明,甲酸能有效破碎微藻细胞,最终油脂得率和脂肪酸甲酯(FAME)得率均与传统无机酸热法相当.甲酸浓度、温度和处理时间对油脂提取有显著影响.当甲酸浓度为88%,液固比为6 m L/g,100℃下处理30 min,Chlorella protothecoides油脂得率为49.2%,FAME得率高达92.1%.甲酸处理提取到的微藻油脂脂肪酸组成与无机酸热法结果无明显区别.Chlorella protothecoides油脂主要含有5种脂肪酸,其中C18∶1含量最高.实验还考察了甲酸处理对Nannochlorum sp和Nannochloropsis oceanic的适用性,结果表明,对于不同微藻原料,甲酸处理提取到的微藻油脂得率和FAME得率均与无机酸热法结果相当.     

微藻的高油脂化技术研究进展

温室效应与石化能源紧缺已成为全球问题,生物燃料作为一种可再生且环境友好的替代能源受到人们的普遍关注。不少微藻油含量高,环境适应性强,净碳值几乎为零,被认为是生物质能,尤其是生物柴油最重要的原料来源之一。本文综述了油脂微藻的国内外研究现状,并对高油脂微藻藻种筛选、高密度培养,以及提高微藻油脂含量和产油速率的可能方法进行了讨论;阐述了采用基因工程技术调控微藻脂类代谢途径生产高油脂的可能性;最后介绍了以CO2废气为碳源,膜生物反应器强化微藻培养技术,为进一步降低微藻产油成本,提高微藻生物柴油经济性提出了一条极有可能实现工业化的潜在高效生产途径。     

微藻微波催化裂解研究及动力学分析

采用微波设备对微藻粉末进行热解实验,分别研究了活性炭、H₃PO₄、NaOH、MgCl₂、MgO对微藻微波裂解的影响,以及不同功率(200、600、900 W)下微藻裂解失重的变化。结果表明,对于所研究的五种无机添加剂,均能够显著增加固体产物产率,明显减少气体产物产率,添加剂对液体产率的影响不是很显著,但H₃PO₄和MgCl₂使液体产率提高,NaOH使液体产率降低。微藻的微波裂解过程大致可以分成脱水、干燥、快速裂解和缓慢裂解四个阶段。采用Flynn-Wall-Ozawa法对微藻微波裂解进行动力学分析,计算出相应的微藻快速裂解阶段的活化能,活化能基本上随反应的进行而增大。     

生产运输燃料和有机化学品生物催化体系的新进展（英文）

总结了细菌作为生物催化剂的特征和应用的新进展,预测了未来发展趋势.深入讨论了微藻系统的发展,包括PetroAlgae公司和中国石化石油化工科学研究院微藻实验室的一些进展.     

改性ZSM-5分子筛催化裂解湛江等鞭金藻制取低碳烯烃(英)

研究了湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)在改性ZSM-5分子筛上催化裂解制取低碳烯烃的过程.与热裂解过程相比,湛江等鞭金藻催化裂解可以得到更高的低碳烯烃选择性和收率.同时还研究了湛江等鞭金藻中不同油脂和藻渣的催化裂解.结果表明,微藻中的油脂能有效转化为烯烃,其中中性脂的烯烃收率最高,可达36.7%.不同溶剂抽提后得到的藻渣也可转化为低碳烯烃,但收率远低于微藻中的油脂.微藻中的油脂,特别是中性脂,是烯烃的主要贡献者,提高微藻中的中性脂含量能够得到更高的低碳烯烃收率.