本文關(guān)鍵詞：利用海洋微藻制備生物柴油的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

海洋應用技術(shù)研究進展

利用海洋微藻制備生物柴油的研究進展

The research progress on preparation of biodiesel from marine microalgae

黃雄超, 牛榮麗

(華僑大學分子藥物學研究所, 教育部分子藥物工程中心, 福建 廈門, 361021 )

中圖分類號: TK6 文獻標識碼: A 文章編號: 1000-3096(2012)01-0108-09

世界能源危機和環(huán)境問題的日益加劇, 使越來越多的人開始關(guān)注到清潔的可再生能源。生物柴油是一種新興的可再生生物質(zhì)能, 清潔環(huán)保, 易生物降解, 燃燒后排放的氮氧化物和CO2少, 且可直接用于現(xiàn)有的柴油發(fā)動機, 因此成為了一種良好的化石燃料替代物。歐盟在2010年生產(chǎn)的生物柴油已經(jīng)取代了5.75%的化石燃料市場, 并計劃到2020年時將生物柴油產(chǎn)業(yè)擴展至10%的市場份額。生物柴油是以動植物為原料通過與甲醇等醇類進行酯交換反應制得的脂肪酸甲酯的總稱。世界范圍內(nèi), 生產(chǎn)生物柴油的傳統(tǒng)原料主要有菜籽油, 向日葵油, 大豆油和棕櫚油, 此外還有其他一些含油脂多的物種, 如麻風樹、黃連木、文冠果等, 以及動物脂肪和餐飲廢棄油脂。但是這些原料生產(chǎn)生物柴油的方式是不可持續(xù)性的, 例如: 由于原材料可用于其他用途而致原材料的競爭, 生產(chǎn)周期較長, 成本較高, 經(jīng)濟可行性差, 并可能對糧食作物的生產(chǎn)構(gòu)成威脅。微藻, 是目前制取生物柴油最有希望和前途的原料, 具有分布廣泛、環(huán)境適應力強、生長迅速、油脂含量高等特點。因此微藻生物柴油的開發(fā)研究也成為一項重要的課題。

[1]

還可以在各種氣候和環(huán)境中生長, 甚至包括沙漠和海濱等不宜農(nóng)耕的地區(qū)。與農(nóng)作物衍生的生物燃料相比, 微藻生物燃料的需求不會減少食品、飼料供應, 不會對現(xiàn)有環(huán)境、作物和水資源等造成威脅。

1.1 富油微藻的種類

富含脂質(zhì)的微藻主要可以分為四個主要類別: 硅藻類、綠藻類、藍綠藻類和金藻類。不同種類的微藻, 細胞中的脂質(zhì)含量是不同的(表1)。一般大多數(shù)微藻的脂肪酸含量可以達到細胞干重的10%~30%, 葡萄藻(Botryococcus braunii)細胞內(nèi)的脂質(zhì)含量甚至可高達細胞干重的75%[4]。微藻脂質(zhì)含量的高低對于生物燃料質(zhì)量的影響是不同的, 因此不同的藻種適合作為不同種類的燃料的原料[5]。

1.2 微藻油脂的組成

微藻和高等植物一樣, 都是以脂肪酸三酰甘油的形式儲存脂質(zhì)。由海藻提取得到的海藻油主要由甘油三酯(占脂質(zhì)質(zhì)量90%～98%)、少量的單甘油酯和雙甘油酯及游離脂肪酸(1%～5%)組成。此外還可能含有極少量殘留的磷脂、葉綠素、胡蘿卜素、生育酚和痕量的水分[6]。

不同培養(yǎng)條件下, 微藻的脂質(zhì)和脂肪酸含量是不同的, Demirbas A等[7]研究了海藻油中脂肪酸占藻體干重的比例, 剛毛藻Cladophora fracta中飽和脂肪酸為12.5%, 單不飽和脂肪酸為33.7%, 多不飽和

收稿日期: 2010-12-28; 修回日期: 2011-03-16

基金項目: 國家自然基金項目(40506031), 廈門市科技項目

(xm090905)

作者簡介: 黃雄超(1987-), 男, 湖北孝感人, 碩士研究生, 從事海洋生物資源的利用研究, 電話 0592-6162996, E-mail: huangxc505518@; 牛榮麗, 通信作者, 副教授, E-mail: niurongli05@

1 生產(chǎn)生物柴油的海洋微藻

微藻是一種單細胞的光合作用微生物, 每個微藻細胞都可以有效地進行光合作用和吸收二氧化碳, 并且不需要像維管束植物那樣開放氣孔, 因此光合作用效率高[2]。在適宜的培養(yǎng)條件下, 微藻生物量和脂質(zhì)含量大大超過維管束植物[3], 適合從中提取油脂生產(chǎn)生物柴油。

微藻不僅具有很高的CO2固定率和O2產(chǎn)生率,

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海洋科學/ 2012年 / 第36卷 / 第1期

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