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利用微藻制取生物柴油的研究进展朱晗生物技术07Q2 20073004104摘要：随着人口增长的加速，自然资源日益短缺，而且面临着枯竭的危险。
传统能源枯竭的焦虑，引起了人们对可再生的生物资源浓厚的兴趣。
本文主要讨论了微藻，生物柴油以及利用微藻发酵制取生物柴油的研究进展。
关键词: 微藻; 生物柴油; 发酵0 前言生物柴油(Biodiesel)即脂肪酸甲酯, 是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料，是一种可生物降解、无毒的可再生能源。
生物柴油是生物质能的一种，作为一种清洁的低碳燃料,其含硫和含氮量均较低,同时灰分含量也很小,所以燃烧后SO2 、NO 和灰尘排放量比化石燃料要小得多,是可再生能源中理想的清洁燃料之一[1]。
但是由于较高的原材料成本，生物柴油的价格高于传统柴油,因此选取合适的、低成本的植物油脂资源来积极发展和生产生物柴油是发展的总趋势。
利用微藻制取生物柴油，不仅能够降低成本，另外，有些微藻会引起水华，赤潮等爆发，消耗水中大量的溶解氧，并会上升至水面而形成一层绿色的黏质物，使水体严重恶臭，水体中生物大量死亡，因此，如果利用此类微藻资源，还减轻环境负荷。
自1988 年以来,许多欧洲国家就已经开始将生物柴油作为传统柴油的替代品加以利用，并取得了较好的效果。
本文就利用微藻发酵生物柴油的制取进行综述,并讨论了存在的问题及其应用前景。
1 生物柴油生物柴油是典型“绿色能源”，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料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。
大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
目前生物柴油的制取方法主要有以下几种：利用油脂原料合成生物柴油的方法；用动物油制取的生物柴油及制取方法；生物柴油和生物燃料油的添加剂；废动植物油脂生产的轻柴油乳化剂及其应用；低成本无污染的生物质液化工艺及装置；低能耗生物质热裂解的工艺及装置；利用微藻快速热解制备生物柴油的方法；用废塑料、废油、废植物油脚提取汽、柴油用的解聚釜，生物质气化制备燃料气的方法及气化反应装置；以植物油脚中提取石油制品的工艺方法；用等离子体热解气化生物质制取合成气的方法，用淀粉酶解培养异养藻制备生物柴油的方法；用生物质生产液体燃料的方法；用植物油下脚料生产燃油的工艺方法，由生物质水解残渣制备生物油的方法，植物油脚提取汽油柴油的生产方法；废油再生燃料油的装置和方法；脱除催化裂化柴油中胶质的方法；废橡胶(废塑料、废机油)提炼燃料油的环保型新工艺，脱除柴油中氧化总不溶物及胶质的化学精制方法；阻止柴油、汽油变色和胶凝的助剂；废润滑油的絮凝分离处理方法。
微藻生物柴油综述汪林祥 孟春玲摘 要 微藻含油脂量高，生长速度快，并且其养殖不占用耕地，还能有效地捕获二氧化碳,有助于减少温室气体排放和改善气候变化，是制备生物柴油的最佳原料。
目前，阻碍微藻生物柴油成为商业化燃油的主要瓶颈是成本高。
传统的油脂提取和酯交换制备生物柴油工艺复杂，产物纯度低和产生大量废水都是导致高成本的重要因素。
本文将主要介绍利用微藻制备生物柴油的研究技术，并展望如何经济环保地制备高纯度微藻生物柴油的发展方向。
关键词 微藻；生物柴油；非均相催化剂；超临界ABSTRACT Microalgae have high oil content and grow rapidly. Unlike other oil crops, microalgae will not compete with food crops for arable land. Cultivation of microalgae can also effectively sequester CO which in turn reduces greenhouse gas emissions and global warming effects, therefore it is a great source of feedstock for biodiesel. Significant hurdle has to be overcome however before commercialization of algae biodiesel is its high operational cost. Process complicity in traditional lipid extraction and transesterification to biodiesel, low in product purity and result in large amount of waste water are some of the causes to high cost. Therefore how to economically and environmental friendly produce high quality biodiesel from microalgae is our main research focus.KEYWORDS microalgae; biodiesel; heterogeneous catalyst; supercritical1 引言近年来，随着全球经济的快速增长，石油和煤炭等化石能源的消耗大幅度上升，化石能源短缺危机已迫在眉睫，对生物质能等可再生能源的关注渐成热点。
微藻生物柴油的进展1微藻生物柴油简介1.1生物柴油简介面对石油储量的不断减少，能源消耗急剧增长，导致石油价格不断上涨，全世界都面临着能源短缺的危机。
随着石化燃料引起的环境污染问题日益恶化，对人体健康造成极大的危害，以及人们对生活水平的提高和环境保护意识的增强，寻找和开发新的，对环境无害的、非石油类的可再生资源，控制汽车尾气排放和温室效应，保护人类赖以生存的自然环境日益引起人们的关注。
同时全球能源需求不断扩大，寻求可以替代石油在能源结构中占主导地位的可再生清洁能源是目前普遍关注的热点[1、2]。
生物柴油是一种已经得到证明的燃料，因其是可再生性的环保燃料能源而得到世界的广泛关注。
生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯，是以可再生资源（如菜籽油、棉籽油、葵花子油、棕榈油、椰子油、回收烹饪油、动物油以及微生物油脂等）为原料而制成具备与石油柴油相近的性能的产品。
1.2生物柴油的性能生产和使用生物柴油的技术已经存在了50余年。
而且与石油柴油相比，生物柴油的性能更加优良。
主要表现在：1.2.1优良的环保特性与石化柴油相比，生物柴油可降低90%的空气毒性。
由于生物柴油含氧量高，燃烧排烟少，CO的排放量可减少约10%（有催化剂时为95%）。
同时生物柴油的生物降解性高[3]。
另外，生物柴油原料来源于光合作用，它可抵消由于生物柴油燃烧过程释放的CO2，因此使用生物柴油不会导致温室效应[4]。
1.2.2良好的燃料性能生物柴油含氧量高于石油柴油，可达11%，在燃烧过程中所需的氧气量较石油柴油少，燃烧、点火性能优于石油柴油，且燃烧残留物呈微酸性，可延长催化剂和发动机机油的使用寿命。
1.2.3可再生性物柴油作为一种可再生能源，通过农业和生物科技的发展其资源不会枯竭。
且通用性好，无需改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储运设备及人员的特殊技术训练。
1.3微藻生物柴油介绍目前，生物柴油主要是以植物和动物脂肪酸为原料来生产的，而不是微藻。
![一种利用微藻制备生物柴油的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/6605ca8e783e0912a3162a13.png)
专利名称：一种利用微藻制备生物柴油的方法专利类型：发明专利
发明人：田英勇
申请号：CN201210267370.2
申请日：20120731
公开号：CN103571612A
公开日：
20140212
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种利用微藻制备生物柴油的方法，它包含有：1、将破壁小球藻粉与蒸馏水混合，制得湿藻浆，含水量为50-55%。
2、按甲醇与湿藻配比为6:1-8:1倒入高压反应釜内，混合后形成悬浊液；在反应釜中加压为5-10MPa，搅拌升温至250-270℃保持10-30min，反应结束后，通冷却水迅速冷至室温，并排放釜内残余气体，将反应混合物转移至布氏漏斗减压过滤，然后向滤液中加入蒸馏水洗脱甲醇，正己烷萃取和抽提，分液取上层液，干燥蒸馏获得生物柴油。
3、生物柴油产率计算：产油率=有机溶剂相中产物油的质量／微藻的干质量×100％。
本发明的有益效果是：本发明利用微藻直接制备生物柴油，节省了中间步骤所需消耗的能源，能迅速反应，且反应完全。
申请人：青岛嘉能节能环保技术有限公司
地址：266000 山东省青岛市莱西市龙口中路8-1号
国籍：CN
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利用微藻快速热解制备生物柴油的方法
利用微藻作为原料，通过快速热解技术制备生物柴油是一种高效、低成本的方法。
该方法可以将微藻中的脂肪成分转化为生物柴油，并且不需要进行复杂的预处理过程。
具体操作步骤为：将微藻研磨成粉末，然后将粉末与催化剂混合，置于高温高压环境下进行快速热解反应，反应产物经过分离、精制，即可得到高品质的生物柴油。
通过该方法制备的生物柴油具有环保、可再生、低碳排放等优点，是未来替代传统石油燃料的重要选择。
- 1 -。
微藻制备生物柴油的研究一、小球藻简介小球藻(Chlorella)是小球藻属绿藻门，绿藻纲，绿球藻目，卵孢藻科，小球藻属，包括大约10 个种. 小球藻细胞组成中的蛋白质含量为7.3%~88%，碳水化合物为 5.7%~38%，脂类为4.5~86%。
小球藻细胞中脂类含量的增加主要是由于脂肪酸积累的结果。
在氮饥饿条件下，蛋白核小球藻在生长时可形成高达86%的脂类，而在正常的小球藻细胞中，脂类含量为25%。
在正常和氮饥饿条件下生长的小球藻在脂肪酸组成上没有明显的差异。
此外，小球藻的异养培养技术，特别是高细胞浓度培养技术的研究得到了较深入的发展，这对制备生物柴油需要高生物量的微藻来说，也是具有重要价值的。
小球藻中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A 羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达，在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。
选择合适的分子载体，使ACC 基因在细菌、酵母和植物中充分表达，还进一步将修饰的ACC 基因引入小球藻中以获得更高效表达。
二、脂肪酶的提取、制备及油脂制备生物柴油2.1小球藻培养小球藻置于26℃(±1)光照培养箱通气培养, 光照强度3500lux~4500lux。
培养基成分：Glucose 10g/L，KNO32.0g/L，KH2PO41.25g/L，MgSO41.25g/L，FeSO420mg/L，初始pH8。
自养小球藻培养在标准培养基中,通过光合作用进行自养生长,从而获得绿色的自养小球藻。
通过改变标准培养基中的营养成分,即将甘氨酸成分降至0.1g/L,另加入10g/L葡萄糖,原来绿色的小球藻细胞便通过吸收葡萄糖进行异养生长,从而获得黄色的异养小球藻。
待异养藻细胞生长到对数期后期时,离心收集藻细胞。
2.2粗酶的提取和精制用匀浆法浆细胞破碎，获得最大蛋白含量及最高总酶活的粗酶液，对细胞破碎得到的粗酶液进行硫酸铵沉淀，当硫酸铵浓度为43%时，除去杂蛋白，再将硫酸铵浓度提高到85%沉淀酶液，将沉淀溶于蒸馏水，采用透析或葡聚糖凝胶G—25脱盐。
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101423769A [43]公开日2009年5月6日[21]申请号200810160490.6[22]申请日2008.11.16[21]申请号200810160490.6[71]申请人中国海洋大学地址266100山东省青岛市崂山区松岭路238号[72]发明人罗丹 刘涛 朱明壮 郑立 韩笑天 [74]专利代理机构青岛联智专利商标事务所有限公司代理人杨秉利[51]Int.CI.C10G 3/00 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 4 页[54]发明名称基于海洋微藻的生物柴油制备方法[57]摘要本发明公开了一种基于海洋微藻的生物柴油制备方法，其特点是：以海洋微藻作为制备生物柴油的原料，在前期进行海洋微藻种类的脂肪酸含量和组成的测定，从中筛选出具有高脂肪酸含量的藻株进行大规模培养；将收集的海洋微藻在常压下，利用反应釜，进行快速加热，快速达到400℃－600℃，收集液体，即为生物柴油。
选取海洋微藻作为制备生物柴油的原料，能够解决我国生物柴油开发中的原料不足、成本过高的问题。
具有培养成本低、生长速度快、含油量高的特点，可降低利用常规油料植物制备生物柴油的生产成本；与其他生物柴油相比，还具有碳、氢含量高、热值高、低氮、低硫的优点，制备的生物柴油品质优良，环境污染小。
200810160490.6权 利 要 求 书第1/1页 1、一种基于海洋微藻的生物柴油制备方法，包括原料的选择与培养、热裂解方法制备生物柴油，其特征在于原料的选择与培养是以海洋微藻作为制备生物柴油的原料，在前期进行海洋微藻种类的脂肪酸含量和组成的测定，从中筛选出具有高脂肪酸含量的藻株进行大规模培养；热裂解方法制备生物柴油的方法是，将收集的海洋微藻在常压下，利用反应釜，进行快速加热，快速达到400-600℃，收集液体，即为生物柴油。
2、根据权利要求1所述的基于海洋微藻的生物柴油制备方法，其特征在于所述海洋微藻种类的脂肪酸含量和组成的测定：过滤干燥后取适量的海洋微藻，充分研磨藻粉；加入无水乙醚和石油醚的混合溶剂，混合比例为1:2，适当震荡混匀；加入质量分数10％的KOH沉淀藻细胞，然后在4000r/min以上转速条件下离心10-15min，取上清液；60℃水浴迅速蒸去多余溶剂至恒重，称量，即可测出微藻藻株脂肪酸含量。
清华大学科技成果——微藻自养-异养结合生产生物柴油技术成果简介原料油脂费用占生物柴油生产成本的80％以上，目前原料油脂价格高居不下并不断上涨，制约了生物柴油产业化和商业化。
国内外生产生物柴油的主要原料是大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、地沟油等。
它们与农业争地，与食品及饲料争原料，单位生物量的产油率低，生产周期长，消耗大量的水资源、化肥和能源。
清华大学发明了微藻异养发酵生产生物柴油的新技术，其技术特征在于：通过对一种特别藻株特殊品系的筛选和代谢途径的改变，由光合自养转变为化能异养，细胞由绿变黄，生长繁殖更快，油脂含量提高3-4倍，达细胞干重的61%以上。
又将工业界成熟的发酵技术应用于高油脂异养微藻的生产，进一步提高发酵规模和细胞密度，现细胞发酵密度超过了100g/L，获取了大量异养干藻粉后提取油脂，经转酯化反应生成了高质量的生物柴油。
技术创新点（1）发明了微藻异养发酵生产生物柴油新技术，打通了以糖、淀粉、有机废水、二氧化碳等为原料、工业自动化条件下高效生产生物柴油的新途径；（2）异养藻细胞发酵产量和油脂含量不断创造新高（细胞干重100g/L，含油量60%），提高了该技术工业化生产的经济性；（3）在发酵前引入利用CO2和光合作用来减少糖或淀粉的消耗，降低成本同时减少温室气体的排放。
该技术获3项国家发明专利和2007年全国发明大会奖。
应用说明与有实力的企业界合作，在工业化规模上进一步降低微藻发酵过程的成本，实现该技术的商业化运作。
主要生产原料为二氧化碳及以下3类之一：（1）甜高粱、甘蔗等糖质原料；（2）木薯、玉米等淀粉质原料；（3）含糖有机废水。
生产设备：微藻培养池、光生物反应器、工业发酵设备及厂房为主。
生产消耗：电能、蒸汽等（无污染等环境问题）。
产品应用：微藻生物柴油质量好，应用范围与目前市场上销售的柴油完全相同。
投资风险：本技术创新性强，没有前人的实践、范例和经验；通过工业化和规模化来实现进一步降低成本的目标；高技术、高投入、预期高回报的同时也存在投资风险。
利用微藻制取生物柴油的研究进展朱晗生物技术07Q2 20073004104摘要：随着人口增长的加速，自然资源日益短缺，而且面临着枯竭的危险。
传统能源枯竭的焦虑，引起了人们对可再生的生物资源浓厚的兴趣。
本文主要讨论了微藻，生物柴油以及利用微藻发酵制取生物柴油的研究进展。
关键词: 微藻; 生物柴油; 发酵0 前言生物柴油(Biodiesel)即脂肪酸甲酯, 是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料，是一种可生物降解、无毒的可再生能源。
生物柴油是生物质能的一种，作为一种清洁的低碳燃料,其含硫和含氮量均较低,同时灰分含量也很小,所以燃烧后SO2 、NO 和灰尘排放量比化石燃料要小得多,是可再生能源中理想的清洁燃料之一[1]。
但是由于较高的原材料成本，生物柴油的价格高于传统柴油,因此选取合适的、低成本的植物油脂资源来积极发展和生产生物柴油是发展的总趋势。
利用微藻制取生物柴油，不仅能够降低成本，另外，有些微藻会引起水华，赤潮等爆发，消耗水中大量的溶解氧，并会上升至水面而形成一层绿色的黏质物，使水体严重恶臭，水体中生物大量死亡，因此，如果利用此类微藻资源，还减轻环境负荷。
自1988 年以来,许多欧洲国家就已经开始将生物柴油作为传统柴油的替代品加以利用，并取得了较好的效果。
本文就利用微藻发酵生物柴油的制取进行综述,并讨论了存在的问题及其应用前景。
1 生物柴油生物柴油是典型“绿色能源”，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料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。
大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
目前生物柴油的制取方法主要有以下几种：利用油脂原料合成生物柴油的方法；用动物油制取的生物柴油及制取方法；生物柴油和生物燃料油的添加剂；废动植物油脂生产的轻柴油乳化剂及其应用；低成本无污染的生物质液化工艺及装置；低能耗生物质热裂解的工艺及装置；利用微藻快速热解制备生物柴油的方法；用废塑料、废油、废植物油脚提取汽、柴油用的解聚釜，生物质气化制备燃料气的方法及气化反应装置；以植物油脚中提取石油制品的工艺方法；用等离子体热解气化生物质制取合成气的方法，用淀粉酶解培养异养藻制备生物柴油的方法；用生物质生产液体燃料的方法；用植物油下脚料生产燃油的工艺方法，由生物质水解残渣制备生物油的方法，植物油脚提取汽油柴油的生产方法；废油再生燃料油的装置和方法；脱除催化裂化柴油中胶质的方法；废橡胶(废塑料、废机油)提炼燃料油的环保型新工艺，脱除柴油中氧化总不溶物及胶质的化学精制方法；阻止柴油、汽油变色和胶凝的助剂；废润滑油的絮凝分离处理方法。
生物柴油优点很多，如具有良好的环境属性；具有较好的低温发动机启动性能；具有较好的润滑性能；具有较好的安全性能；具有良好的燃料性能；具有可再生性能。
综观国际上的发达国家如美国、德国、日本，到次发达的南非、巴西、韩国，到发展中的印度、泰国等，均在发展石油替代产业的国际政策制度、技术完善、装置建设和车辆制造等方面提供了良好的借鉴，为中国走特色石油替代之路铺平了道路。
特别是巴西经验，更具实际意义[2]。
2 微藻制取生物柴油的优势微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。
藻类具有分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等突出特点，从微藻中得到的脂肪酸可转化成脂肪酸甲酯，即生物柴油；在沸石催化剂作用下，微藻通过热化学转化可生产出汽油型燃料；生长在海水中的绿藻，能积累大量游离的甘油以平衡环境中的盐浓度，其甘油的含量可占自身干重的85%[3]。
另外，微藻产量非常高，一般陆地能源植物一年只能收获一到两季，而微藻几天就可收获一代，而且不因收获而破坏生态系统，就单位面积产量来说比玉米高几十倍，不占用可耕地，藻类可以种植在海洋或露天的池塘，因而可利用不同类型的水土资源，具有不与传统农业争地的优势。
大量研究表明,微藻油脂的含量随微藻种类的不同有较大差异,且微藻油脂含量及组成会因环境因素的差异而产生变化。
由于微藻是单细胞结构，它用用极高的光能利用率和营养吸收率，微藻的生长和产油效率是油料作物如大豆的30～100倍。
[5]有研究者对十余株微藻进行筛选,筛选出金藻(Isochrysis sp.)、前沟藻(Amphidiniu sp.)、异湾藻(Heterosigma sp.)和原甲藻(Prorocentrum sp.)等4株富油微藻,其粗脂含量分别为45%、36.7%、35%和29.5%[6]，微藻生长不会与农业产生竞争关系，它的生产设备可以是封闭的而且不需要土壤，与传统农业相比节水99％，可以建在远离水源的非农业土地上。
有些微藻还能在盐碱环境下生长，所以一些盐碱化土地也能用作培养微藻的场所。
[3]可见微藻是一种含油量很高，极有前景的一种生物能源。
3 利用微藻制取柴油的主要方法生物柴油的制取主要步骤如下图所示：3.1 产油微藻的选取由于微藻油脂的含量随微藻种类的不同有差异较大，要对微藻进行改造、选育。
美国国家可更新实验室(NREL)通过现代生物技术建成“工程微藻”，即硅藻类的一种“工程小环藻”。
在实验室条件下可使“工程微藻”中脂质含量增加到60%以上，户外生产也可增加到40%以上，而一般自然状态下微藻的脂质含量为5%-20%。
“工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达，在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。
目前，正在研究选择合适的分子载体，使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达，还进一步将修饰的ACC基因引入微藻中以获得更高效表达。
[2]另外，在我国，清华大学缪晓玲等通过异养转化细胞工程技术获得了高脂含量的异养小球藻细胞，其脂含量高达细胞干重的55％（质量分散），是自养藻细胞的4倍。
此外，清华大学还应用细胞培养技术（异养发酵技术）控制有机与无机C、N的供给，获得叶绿素消失、细胞变黄的异养小球藻。
异养小球藻细胞中油脂类化合物大量增加，蛋白质含量下降。
与未经转化的自养藻相比，异养藻细胞和粗脂肪含量提高了4倍以上。
中科院植物研究所和中科院水生生物研究所的科研人员借鉴美国的经验教训，在较短的时间内，通过基因工程开发出了高产的油藻品种。
青岛海洋大学经过十几年的淡水及海水藻类物质的研究，也已积累了丰富的海洋藻类开发和产业化的经验[5]。
3.2 微藻大规模培养微藻类的大规模培养系统一般可以分为两大类：开放式培养系统和封闭式培养系统。
开放式培养系统一般是指室外的露天人工制造的培养池或特定环境下的小规模湖泊，其优点是造价低廉、操作简便、生产成本较低，但由于培养环境不稳定、培养条件无法控制，培养效率较低，只能用于螺旋藻、小球藻、盐藻等少数特定微藻的培养。
封闭式培养系统也被称为光生物反应器，是目前流行的微藻培养系统，有柱状、平板式、管道式等多种形式，具有培养环境可人工控制、光利用效率高、操作简单等优点，可以实现微藻的高密度、大规模培养。
[5]培养方式优点缺点开放式赛道池塘培养建设费用低容易清洗表面形成的生物膜维持费用低大气中的CO2就能满足生产需要开放培养，容易产生杂菌污染生产效率低占地面积大细菌浓度低，后处理工作量大技术成熟，便于工业规划生产易受到周围自然环境影响自然蒸发消耗大量水封闭式光生物反应器封闭培养，纯种培养，不易染杂菌生产效率高占地面积小细胞浓度高，便于后处理封闭，不易受周围自然环境影响封闭系统，水消耗少建设费用高表面易形成生物膜，降低透光性维持费用高需要大量CO2，如发电厂尾气技术先进但尚不够成熟，工业化应用有困难表1：两种微藻培养方法的比较清华大学微藻生物能源实验室发明了微藻异养发酵生产生物柴油的新技术，其技术特征在于：通过对一种特别藻株特殊品系的筛选和代谢途径的改变，Chlorella protothecoides 0710 strain 由光合自养转变为化能异养，细胞由绿变黄，生长繁殖更快，油脂含量提高3至4倍，达细胞干重的61％以上。
又将工业界成熟的发酵技术应用于高油脂异养微藻的生产，进一步提高发酵规模和细胞密度，现细胞发酵密度超过了100g/L，获取了大量异养干藻粉后提取油脂，经转酯化反应生成了高质量的生物柴油。
创新点在于：微藻异养发酵生产生物柴油新技术，打通了以糖、淀粉、有机废水、二氧化碳等为原料、工业自动化条件下高效生产生物柴油的新途径；异养藻细胞发酵产量和油脂含量不断创造新高(细胞干重100 g/L，含油量60％)，提高了该技术工业化生产的经济性；且正在研究在发酵前引入利用CO2和光合作用来减少糖或淀粉的消耗，以降低成本同时减少温室气体的排放。
[7]微藻作为生物能源的原料,如果要具有很强的竞争力那么就必须具有很高的生物量和脂质的积累,许多生长条件对微藻细胞脂质含量的积累都可以产生影响,如pH、氮元素的缺乏、光照强度、温度等培养的一般条件都会对积累有影响。
目前的研究表明还存在着很多影响脂质积累的因素存在。
培养基中盐度的不同对某些微藻脂质的积累产生影响。
Rao等对产烃葡萄藻的研究发现不同的盐度对微藻的总脂含量产生不同程度的影响。
Chiu等研究了CO2 浓度对微绿球藻的生长和脂质积累的影响。
他们通入不同浓度的CO2 发现2% CO2 与通入空气相比可以提高微绿球藻的比生长速率和生物量,而更高浓度CO2 则会抑制微绿球藻的生长。
并且收获指数期、稳定期早期和稳定期的微藻细胞进行脂质含量的测定, 脂质含量分别占干重的30. 8% ,39. 7%和50. 4%。
铁离子对微藻的生长和脂质的积累存在影响,如Liu等对铁离子对小球藻生长和脂质积累的影响进行了研究他们发现当小球藻生长达到对数生长末期时加入铁离子可以延长对数生长期,进而增大了生物量。
而培养到对数末期的小球藻收集后接种到含有不同浓度铁离子浓度的新鲜培养基中后,细胞中脂质含量有了不同程度的升高,当铁离子浓度达到1. 2 × 1025 mol /L 时脂质的含量达到了干重的56. 6%是其他含有低铁离子浓度培养基的3～7倍。
清华的大学缪晓玲等通过异养转化细胞工程技术获得了高脂质含量的异养小球藻细胞,脂质含量达到细胞干重的55% ,是自养藻细胞的4倍[8]。
3.3 微藻生物量的采收20 世纪80 年代,人们便开始采用酯化反应和催化裂解反应将藻细胞内的脂类转化为内燃机燃料,但这2 种方法所得产物性能受脂类组成的影响很大,而且要求藻类的脂类含量要很高,否则难以获得经济效益。
