10种热带富油微藻生物量、总脂含量 及脂肪酸组成分析

微藻生物柴油是当前生物能源中最具发展潜力的一种新型能源,为更好地开发微藻生物柴油,筛选出适合制备生物柴油的富油微藻,以10种热带富油微藻为研究对象,对其生物量、总脂含量及脂肪酸组成进行分析。通过甲醇-氯仿(体积比为2∶1)称量法测定10种热带富油微藻中的总脂含量,将从微藻提取的油脂经过甲酯化反应后,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析油脂中脂肪酸组成及含量。结果表明,10种热带富油微藻中Chlorella vulgaris CJ15和Desmodesmus sp.WC08更适合制备生物柴油。     

影响富油微藻高密度培养及产油因素研究进展

微藻具有诸多优良特性,是生物柴油最具潜力的原料之一。但大规模培养微藻制备生物柴油尚需解决优良藻种的选育、高密度培养、细胞采收、脱水及高效生物反应器设计等技术问题。该文从藻种、营养因素、培养条件、营养方式及培养模式等方面,阐述了当前影响富油微藻高密度培养和油脂积累因素的研究概况,以期为微藻培养及微藻油脂生产研究者提供参考。     

微藻生物柴油制备及理化性质分析

对盐藻生物柴油的制备工艺进行了优化,并对3种海水微藻生物柴油的理化性质进行了分析。试验利用溶剂浸渍法制备了K_2O/Al_2O_3固体碱催化剂,采用超声波空化作用代替机械搅拌进行了盐藻生物柴油固体碱催化酯交换制备研究,最佳制备工艺为:在超声波功率450 W、反应温度65℃和醇油摩尔比12:1条件下,用2.5%固体碱为催化剂催化盐藻油酯交换反应2.5 h,获得酯交换率为57.78%;对3种微藻生物柴油理化性质分析的结果表明,3种微藻生物柴油的密度、酸价、过氧化值和水分含量等均符合国标规定,热值比0#柴油略低,碳氢元素的总量低于0#柴油,但3种微藻生物柴油具有更高的碳氢比;3种微藻生物柴油的黏度均略高于国标规定,在实际应用中,微藻生物柴油可与石化柴油按一定比例掺混使用。     

菲律宾公共事业将投资竹子生物质

中国利用微藻生产生物能源具有潜在的应用前景。目前，在山东省的实验室获得了初步成果。培育出的富油微藻，最高含油比已经达到68％。可在此基础上制取生物柴油。有专家认为，海洋微藻的能源化利用，有望成为“后石油时代”破解能源危机的一把钥匙。     

微藻油脂的研究进展

全球能源危机使可再生能源的开发和利用越来越受到人们的关注。与产油农作物相比,微藻凭借其结构简单、生长速度快、有较高的含油率等特点成为生物能源产业最具竞争力的选择之一。本文首先介绍了微藻的种类、藻体中的油脂,然后从影响油脂积累的因素、微藻中油脂的提取和微藻高油脂化基因工程方面进行了阐述,最后对微藻生产生物柴油产业的发展趋势和研究方向进行了展望,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。      

微藻生物柴油的发展现状及趋势

生物柴油是一种环保型可再生资源,但由于原料严重不足制约了其发展.而微藻作为生物柴油原料具有很多特殊优势,近年来成为研究热点.介绍了微藻生产生物柴油的特殊优势,对微藻选育、大规模培养、生物炼制的国内外研究进展进行简要的综述,并对微藻生产生物柴油产业化技术瓶颈及发展趋势进行总结.目前,微藻生产生物柴油的产业化瓶颈是规模和成本,未来的研究主要是解决这两个问题.     

1种快速检测微藻油脂的新方法

微藻油脂是一种非常重要的生物能源,微藻产油能力及油脂含量变化的快速分析在能源微藻的产业化过程中有着很重要的意义。文中以实验室分离的1株栅藻为研究对象,以有机溶剂提取法作为参照,利用磷酸香草醛反应法监测了在不同的糖浓度、氮浓度和磷浓度下栅藻油脂含量的变化。同时,对其他微藻,如小球藻、小环藻、脆杆藻等应用磷酸香草醛反应法进行总脂量分析。结果表明,磷酸香草醛反应法可以快速准确地检测微藻油脂的含量。     

新一代生物柴油原料——微藻

生物柴油是指来自生物体的油脂经转酯作用而形成的单烷基脂肪酸酯。从目前的情况来看,以高等植物、动物等油脂为原料生产的生物柴油根本无法满足人们的需求。某些微藻因含油量高、易于培养、单位面积产量大等优点,而被视为新一代的、甚至是唯一能实现完全替代石化柴油的生物柴油原料。该文结合中国生物柴油的发展状况,剖析了利用微藻生产生物柴油的优势,并就其存在的劣势重点地从优良藻种的筛选、产油培养条件与技术的改进、生物柴油提炼方法与过程系统化等方面,提出了应对措施,并展望了其应用的前景。     

生物燃料的工具一光生物反应器

从微藻中提炼生物燃料是有前景的,将成为一个新兴的替代能源。但是,由于生产成本昂贵、耗能高致使目前不能大规模商业化生产。这些问题被提到了最近的发展进程中。本文主要从有效混合、降低能耗和光稀释等方面着手讨论光生物反应器。这些努力使微藻生产生物燃料接近经济上的可行性,并且已在中试工厂试行。未来希望可以利用微藻来工业化生产生物燃料。     

湿藻油脂制备生物柴油的研究进展

利用含油量高、生长速度快及能净化环境的微藻转化制取生物燃料具备较大发展潜力,是实现“碳中和”和解决环境问题的有效途径之一。为了降低微藻制取生物柴油的能耗,利用湿法提取技术直接从湿藻生物质中提取油脂制备生物柴油成为研究热点,综述了传统细胞破壁提油酯交换法、原位酯交换法及新型水热破壁提油酯交换法3种湿藻油脂制备生物柴油的研究情况并分析了各自存在的问题。传统细胞破壁提油酯交换法需要有机溶剂提取油脂和酯交换两步实现生物柴油的制备,生产工艺复杂,生产投入较高。原位酯交换法可实现微藻生物质一步转化为生物柴油,但存在醇消耗量过大(酸催化原位酯交换)或高温高压能耗高(超临界醇原位酯交换)等问题。新型水热破壁提油酯交换法能够在不使用有机溶剂的情况下实现湿藻油脂的高效分离,但水热温度较高时油脂会与微藻其他组分反应导致油脂品质劣化,水热温度较低时难以有效破坏细胞壁导致油脂提取效率降低。绿色溶剂辅助水热法可有效降低水热温度并抑制副产物的生成,可提高湿藻油脂提取率。为实现湿藻油脂的高效、环保、低耗制备生物柴油,可进一步依托深共熔溶剂等创新绿色溶剂低耗高效绿色提取微藻油脂。     

Combinatorial life cycle assessment to inform process design of industrial production of algal biodiesel

The use of algae as a feedstock for biodiesel production is a rapidly growing industry, in the United States and globally. A life cycle assessment (LCA) is presented that compares various methods, either proposed or under development, for algal biodiesel to inform the most promising pathways for sustainable full-scale production. For this analysis, the system is divided into five distinct process steps: (1) microalgae cultivation, (2) harvesting and/or dewatering, (3) lipid extraction, (4) conversion (transesterification) into biodiesel, and (5) byproduct management. A number of technology options are considered for each process step and various technology combinations are assessed for their life cycle environmental impacts. The optimal option for each process step is selected yielding a best case scenario, comprised of a flat panel enclosed photobioreactor and direct transesterification of algal cells with supercritical methanol. For a functional unit of 10 GJ biodiesel, the best case production system yields a cumulative energy demand savings of more than 65 GJ, reduces water consumption by 585 m(3) and decreases greenhouse gas emissions by 86% compared to a base case scenario typical of early industrial practices, highlighting the importance of technological innovation in algae processing and providing guidance on promising production pathways.     

Energy-water nexus for mass cultivation of algae

Microalgae are currently considered a potential feedstock for the production of biofuels. This work addresses the energy needed to manage the water used in the mass cultivation of saline, eukaryotic algae grown in open pond systems. Estimates of both direct and upstream energy requirements for obtaining, containing, and circulating water within algae cultivation systems are developed. Potential productivities are calculated for each of the 48 states within the continental U.S. based on theoretical photosynthetic efficiencies, growing season, and total available land area. Energy output in the form of algal biodiesel and the total energy content of algal biomass are compared to energy inputs required for water management. The analysis indicates that, for current technologies, energy required for water management alone is approximately seven times greater than energy output in the form of biodiesel and more than double that contained within the entire algal biomass. While this analysis addresses only currently identified species grown in an open-pond system, the water management requirements of any algae system will be substantial; therefore, it is critical that an energy assessment of water management requirements be performed for any cultivation technology and algal type in order to fully understand the energy balance of algae-derived biofuels.     

气生微藻Heveochlorella sp. Yu作为生物柴油生产原料的特性研究北大核心CSCD

为了拓展生物柴油原料来源,以气生微藻Heveochlorella sp. Yu为研究对象,通过测定其生长曲线、生物量、油脂产率、沉降率等,对其作为生物柴油生产原料的特性进行研究。结果表明,培养后气生微藻Heveochlorella sp. Yu的生物量为4.14 g/L,油脂含量为39.43%,油脂产率为181.38 mg/(L·d),2 h的自然沉降率为65.28%(可大幅浓缩水体,降低微藻的采收成本)。此外,该微藻能够产生γ-氨基丁酸(GABA),含量为9.50 mg/g。气生微藻Heveochlorella sp. Yu具有成为生物柴油原料的潜力,具有微藻油脂的开发价值。     

Environmental impacts of algae-derived biodiesel and bioelectricity for transportation

Algae are a widely touted source of bioenergy with high yields, appreciable lipid contents, and an ability to be cultivated on marginal land without directly competing with food crops. Nevertheless, recent work has suggested that large-scale deployment of algae bioenergy systems could have unexpectedly high environmental burdens. In this study, a "well-to-wheel" life cycle assessment was undertaken to evaluate algae's potential use as a transportation energy source for passenger vehicles. Four algae conversion pathways resulting in combinations of bioelectricity and biodiesel were assessed for several relevant nutrient procurement scenarios. Results suggest that algae-to-energy systems can be either net energy positive or negative depending on the specific combination of cultivation and conversion processes used. Conversion pathways involving direct combustion for bioelectricity production generally outperformed systems involving anaerobic digestion and biodiesel production, and they were found to generate four and fifteen times as many vehicle kilometers traveled (VKT) per hectare as switchgrass or canola, respectively. Despite this, algae systems exhibited mixed performance for environmental impacts (energy use, water use, and greenhouse gas emissions) on a "per km" basis relative to the benchmark crops. This suggests that both cultivation and conversion processes must be carefully considered to ensure the environmental viability of algae-to-energy processes.     

高附加值微藻的高细胞密度培养

如何实现微藻高细胞密度养殖,从而提高效率、降低生产成本,以及进一步改善营养、增加其附加值,是当今微藻产业中两个重要的课题。本文结合作者高细胞密度培养高附加值微藻的一些研究成果对此进行了详细的探讨     

7种富油微藻的超临界提取及脂肪酸分布特征

富油微藻是制备生物燃料和提取高附加值不饱和脂肪酸的理想原料。为筛选具有高产油潜能的微藻,开发经济高效的微藻油脂提取工艺和检测方法,本文对7种富油微藻进行超临界CO2提取,并结合三氟化硼-甲醇衍生化、GC-MS分析了各微藻提取物中的35种脂肪酸组成和含量。结果表明,添加乙醇夹带剂后,各藻类的油脂收率由54.60 % ~ 82.16 %提高至75.61 % ~ 104.46 %。微藻中共检出18种脂肪酸,C16 ~ C18系列脂肪酸含量均在55.97 %以上,其中小球藻、三角褐指藻和青岛大扁藻的单不饱和脂肪酸含量分别为36.25 %、31.81 %和26.85 %,是生物柴油理想的替代品。牟氏角毛藻的不饱和脂肪酸UFAs含量达到91.15 %,可作为绿色医疗保健品的重要来源。     

小球藻作为食品利用的国外报道研究进展

普通小球藻和蛋白核小球藻作为新食品资源,是国际上广泛研究、养殖、应用的2种小球藻属绿藻,富含蛋白质、维生素等营养物质,可提纯或转化出大量的生物活性化合物,在食品等产业具有广泛的应用潜力。该文基于近10年来普通小球藻和蛋白核小球藻在育种、养殖、收获、下游处理、食品研发方面的国外报道,就小球藻营养成分与功效、食品领域应用及存在问题、传统和新兴微藻细胞破碎技术、产业发展策略与趋势4个方面进行综述,重点介绍国内小球藻产业不破壁藻粉消化性差的现状及工业化细胞破碎技术的优缺点,基于微藻生物精炼的理念提出了小球藻产业发展的近、中、远期发展策略,以期为国内高校院所的研发及小球藻养殖加工企业的技术信息提供参考。     

藻类食品安全性评价与产品开发

在我国辽阔的海域及内陆水域中生长着多种藻类,如褐藻、绿藻、红藻及蓝藻、微藻等,其中产量较大的有海带、裙带菜和紫菜,在海藻化工上多用于生产碘、胶、醇。随着科学技术的发展,藻类的综合利用特别是藻类食品的开发引起了人们的广泛重视。文章系统、全面地分析了藻类功能食品的物质基础及藻类食品的安全现状,并针对我国藻类食品的加工现状提出了今后发展的建议。