产油微藻胁迫培养策略研究综述

围绕微藻的胁迫培养,介绍了不同胁迫手段影响下产油微藻的生长及产油特点,对比了不同胁迫手段下微藻产油效果及各手段优劣势,在此基础上进一步综述了各因素胁迫在微藻油脂合成代谢中的作用机理,并给出了各胁迫手段在实际生产中的选用建议.以期通过该综述,对微藻生物柴油产业化中相关胁迫策略的选择提供借鉴.     

微藻型微生物燃料电池的研究进展

在石油资源日趋紧张以及环境恶化日趋严重的今天,微生物燃料电池(MFC)因其可同时实现污水处理和能源回收而受到广泛关注。微藻技术与MFC技术结合产生的微藻型MFC系统得到证实并随之兴起,其中尤以微藻生物阴极型MFC因可实现污水处理、零碳排放、CO2捕捉、太阳能捕获及电能、生物柴油、藻体残渣有价回收等多重功能,成为研究热点。文章根据其中微藻所起的不同作用将微藻型MFC系统分成三类,在参阅大量文献的基础上进行了全面综述,并由此对构建高效微藻生物阴极型MFC进行了探讨,提出了计算机辅助菌种选择技术等相关设想,最后对微藻型MFC的发展提出了展望。     

小球藻生产生物柴油关键培养条件的摸索

当今世界能源的短缺和水体富营养化的发生严重阻碍了社会经济的发展。基于微藻培养的污水深度处理和生物柴油生产耦合系统,可以在很大程度上减缓这两方面的压力。在模拟实验条件,以不同氮磷比、光周期、光强及温度对小球藻生产生物柴油关键培养条件进行探索。培养小球藻至生长稳定期后,提取脂类物质,计算脂类物质占小球藻的干重比,从而摸索出微藻合成脂类物质最优条件。通过对实验结果处理和分析,得出在氮磷比为16,光周期为16:08,光照强度为4 000 Lux,温度为20℃条件下培养小球藻,用索氏提取器提取脂类物质,产生的脂类物质的含量最高,可以为高效的生物柴油生产提供基本的信息。     

徐匡迪等院士提出发展生物柴油具有战略意义

日前 ,中国工程院院长徐匡迪、副院长沈国舫及我国石油化工、能源发展、植物生理、油料作物领域的院士闵恩泽、范维唐、沈允纲、方智远、傅廷栋等在研讨我国生物柴油发展时提出 ,针对我国原油资源有限 ,将长期依赖大量进口石油的国情 ,发展立足于本国原料大规模生产替代液体燃料———生物柴油 ,对增强国家石油安全具有重要的战略意义。据介绍 ,生物柴油是清洁的可再生能源。它是以大豆、油菜子等油料作物 ,油粽、黄连木等油料林木果实 ,工程微藻等水生植物 ,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。院士认…     

水生植物能源化利用技术与方法研究进展

水生植物资源极其丰富,在水体生态系统中起着举足轻重的作用,但其巨大的生物量会造成水体二次污染。文章介绍了水生植物资源化利用的现状,并重点综述了水生植物在厌氧发酵产气、微藻生物柴油及微生物燃料电池产电能源化利用的研究进展,为实现水生植物能源化发展提供可靠的依据。     

磷源调控蛋白核小球藻胞外聚合物及生物絮凝性

产油微藻的高效回收是限制利用微藻生产生物柴油的瓶颈问题,其中生物促沉降成为研究的热点,然而通过磷源调控微藻的生长、产油和生物絮凝等特性的研究尚较稀少.选择4组(无机磷酸盐(IP)、环核苷单磷酸盐(cNMP)、非环核苷单磷酸盐(NMP)和其他有机磷酸盐(OP))共59种不同的磷源,用以培养蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa),并对其生长、产油、细胞沉降及胞外聚合物的组分进行研究,发现IP组对Chlorella pyrenoidosa的生长促进作用最高(藻密度平均达2.92×10⁸cells/mL);OP组培养的藻细胞含油率达到了17.45%,高于其他3组;而cNMP组的平均沉降效果最好,可达13.79mm/min.综合来看,亚甲基二磷酸、磷酸三乙酯和6-磷酸葡萄糖是用以Chlorella pyrenoidosa产油培养综合效益最好的3种磷源.     

好氧污泥-微藻耦合颗粒的培养及特性研究

研究以好氧颗粒污泥为生物载体、小球藻与栅藻为接种微藻,开展了菌藻耦合颗粒化系统构建与解析工作,并考察了选择压关键因子—沉降时间的作用影响.研究结果指出好氧污泥与微藻可形成稳定的耦合颗粒体,沉降时间会影响耦合进度,但其并非耦合实现的决定性因素.在稳态颗粒性质方面,沉降时间差异设定会显著影响耦合颗粒的沉降性能、氮素去除能力、粒径大小及生物柴油产量(P0.05),但耦合颗粒的微生物表面电荷、关键脂肪酸甲酯组分及磷素去除能力对其作用响应并不显著(P0.05).蓝藻和真核藻类在颗粒中所占比例约为5%和95%,接种微藻在真核藻类群落中可保持主导地位(相对丰度98%),但不同沉降时间处置下小球藻和栅藻在颗粒体中相对优势性具有明显区别.     

内置LED光源平板型光生物反应器用于微藻培养

为降低光生物反应器(PBR)的光照能耗和提高微藻对光能的利用效率,自制了内置LED光源的平板型光生物反应器,用于绿藻普通小球藻(Chlorella vulgaris)的培养和CO2生物固定.评价了这种新型反应器的进气CO2浓度对生物质产率(BP)、CO2固定速率( )和油脂产率(LP)的影响.经过10d连续培养后,与通入空气的对照组相比,浓度1%~10%的CO2均明显促进微藻生长,BP [0.258和0.263g/(L?d)]、最大 [1.18、1.00gCO2/(L?d)]和指数生长期平均 [0.57、0.62gCO2/(L?d)]的高值均出现在CO2 1%、2.5%处理组中.较高浓度(5%、10%)CO2在培养初期造成酸化现象,导致藻细胞密度和生物量较低.CO2浓度变化对微藻总脂含量(17.81%~23.13%)影响较小,以CO2 2.5%条件下得到微藻油脂产率最大[60.71mg/(L?d)].本研究证明,所设计的平板型PBR能够高效培养用于CO2固定和生物柴油原料生产的微藻.     

内置LED光源平板型光生物反应器用于微藻培养——普通小球藻在反应器中的固碳产油性能探究

为降低光生物反应器(PBR)的光照能耗和提高微藻对光能的利用效率,自制了内置LED光源的平板型光生物反应器,用于绿藻普通小球藻(Chlorella vulgaris)的培养和CO2生物固定.评价了这种新型反应器的进气CO2浓度对生物质产率(BP)、CO2固定速率(2COF)和油脂产率(LP)的影响.经过10d连续培养后,与通入空气的对照组相比,浓度1%~10%的CO2均明显促进微藻生长,BP[0.258和0.263g/(L d)]、最大2COF[1.18、1.00g CO2/(L d)]和指数生长期平均2COF[0.57、0.62g CO2/(L d)]的高值均出现在CO2 1%、2.5%处理组中.较高浓度(5%、10%)CO2在培养初期造成酸化现象,导致藻细胞密度和生物量较低.CO2浓度变化对微藻总脂含量(17.81%~23.13%)影响较小,以CO2 2.5%条件下得到微藻油脂产率最大[60.71mg/(L d)].本研究证明,所设计的平板型PBR能够高效培养用于CO2固定和生物柴油原料生产的微藻.     

桐油-地沟油生物柴油混合燃料性能改善研究

为了改善生物柴油的品质,文章将桐油生物柴油和地沟油生物柴油按体积比1:1混合,评价其对生物柴油品质的影响;研究了抗氧化剂TBHQ(特丁基对苯二酚)、BHT(二叔丁基对甲酚)和BHA(丁基羟基茴香醚)对混合生物柴油氧化安定性及其它性能的影响,并考察了混合生物柴油加速氧化后过氧化值和粘度的变化。结果表明:桐油生物柴油和地沟生物柴油混合可以调和两者之间的性能,降低桐油生物柴油的粘度,提高地沟油生物柴油的低温流动性能;TBHQ抗氧化效果明显优于BHT和BHA,TBHQ能够延长混合生物柴油的氧化诱导时间且对生物柴油其他性能影响较小,当桐油生物柴油与地沟油生物柴油以1:1混合,TBHQ添加量为1%时其各项指标基本符合生物柴油国家标准;生物柴油加速氧化后粘度和过氧化值增加,TBHQ的加入减轻了氧化前后粘度的变化。