生物燃料研究的理想选择——光照发酵罐

博奥思

2023/07/26 09:17

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生物燃料研究的理想选择——光照发酵罐

随着全球传统化石燃料供应量的减少，人们对可持续燃料的生产需求日渐增长。为降低对进口石油的依赖，减少温室气体的排放，人们迫切需要一种更清洁，更易得的能源物质。而微藻类因其繁殖快、培养周期短、无需耕地和耗水量少等优势成为了首选的生物能源给料。微藻类能将60％以上的重量转化为脂类。据估计，在相同的土地面积上，微藻类生产的脂类约是其他作物的15-300倍。

那么，我们一起看看常见水藻产脂类能力吧~

Table 1.常见水藻产脂类能力汇总表

种名	脂含量（% 生物质干重）	脂生产能力（mg/L/d）	生物质体积生产能力（g/L/d）	生物质面积生产能力（g/m3/d）
纤维藻	24.0-31.0			11.5-17.4
布朗葡萄藻	25.0-75.0		0.02	3.0
牟勒氏角毛藻	33.6	21.8	0.07
普通小球藻	5.0-58.0	11.2-40.0	0.02-0.20	0.57-0.95
小球藻	18.0-57.0	18.7		3.50-13.90
绿球藻	19.3	53.7	0.28
寇氏隐甲藻	20.0-51.1		10
盐生杜氏藻	6.0-25.0	116.0	0.22–0.34	1.6–3.5/ 20–38
后棘藻	27.4	47.3	0.17
纤细裸藻	14.0-20.0		7.70
等鞭金藻	7.1-33	37.8	0.08-0.17
微球藻	20.0-56.0	60.9-76.5		0.17-0.51
微拟球藻	12.0-53.0	37.6-90.0	0.17-1.43	1.9-5.3
富油新绿藻	29.0-65.0	90.0-134.0
三角褐指藻	18.0-57.0	44.8	0.003-1.9	2.4-21
斜生栅藻	11.0-55.0		0.004-0.74
中肋骨条藻	13.5-51.3	17.4	0.08
四列藻	12.6-14.7	43.4	0.30

一、发酵培养

二、生物柴油转化

几乎所有的水藻都能产生脂类，占生物质重量的1%－85%。在低氮条件下，一个“脂触发”过程让某些藻类开始在细胞内积聚脂类。这种现象倾向于在低氮条件下发生，此时营养物质被耗尽，细胞停止分裂。微藻类产生的脂类通常为三酰甘油，又称TAG。TAG被转化为脂肪酸甲酯（FAME），即生物柴油。

生产可使用生物柴油的最后一步是除去副产物甘油，及任何其他可能存在的污染物。甘油的密度大约为1050 kg/m3，而生物柴油的密度为880 kg/m3，因此，可以用重力沉降或离心的方法除去甘油。通常会通过加入蒸馏水除去大多数的污染物，包括肥皂、残留的催化剂以及甲醇。烷基酯用于干燥生物柴油和除去多余的水份，酸中和催化剂和可能形成的肥皂，然后用水冲洗。生物柴油可以用10% H3PO4 冲洗，再用水冲洗。硅胶和酸式硅酸镁可用于吸附污染物，污染物可以用膜除去。

海洋生物尤其是微藻和大型藻类的细胞和组织培养是世界研究领域中的热点之一，其中有些次生代谢产物如卤代萜类是研究较为广泛的次生代谢产物。