微藻制油

任课教师：张正义微藻柴油的简介及其面临的主要问题目前制约生物柴油发展的难题，主要是原料昂贵、来源不稳定。

由于世界各国采用的多为油料植物、粮食作物等原料，成本高、生长周期长并受环境限制，因此生物柴油的价格远高于传统柴油。

选取合适的、低成本植物油脂资源来发展和生产生物柴油成为各国的研究热点。

而利用藻类生物质生产液体燃料对缓解人类面临的粮食、能源、环境三大危机，有着巨大的潜力。

藻类是最低等的、自养的放氧植物，也是低等植物中种类繁多、分布极其广泛的一个类群，具有生物量大、生长周期短、易培养及脂类含量较高等特点，是制备生物质能源的良好材料。

此外，藻类在增值过程中大量吸收温室气体二氧化碳，在实现清洁能源生产的同时，减排二氧化碳。

微藻生物柴油能够解决目前使用植物原料发展生物柴油面临的耕地不足、气候变化对产量影响大和引起农作物价格上涨等突出问题。

通过转基因技术培育“工程微藻”，繁衍能力高，生长周期短，比陆生植物产油高出几十倍，并且能用海水作为其天然培养基进行工业化生产。

面对植物原料生产生物柴油的诸多问题，利用微藻产油具有不与农业争地的明显优势，而且可用海水作为天然培养基进行大量繁殖。

跟植物一样，微藻也是利用光照产油，但却比植物作物的效率高很多。

大多数微藻的产油量远远超过了最好的油料作物。

不像其他油料作物，微藻生长极为迅速，而且含有极其丰富的油脂。

藻类光合作用转化效率可达１０％以上，含油量达３０％。

微藻的生物柴油产量是最好的油料作物的８～２４倍。

微藻不是一个分类学的名词，而是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小的藻类群体。

微藻通常是指含有叶绿素ａ并能进行光合作用的微生物的总称，其中还包括蓝细菌。

目前发现的藻类有三万余种，其中微小类群占７０％，广泛分布于各种水体。

目前应用生物技术进行大量培养或生产的微藻分属于４个藻门：蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。

当前，国内外有许多科学家在探索发现新的藻种，并研制“工程微藻”，希望能实现规模化养殖，降低成本，为获取油脂资源提供一条可靠的途径。

微藻生物柴油的现状与进展一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的日益加强，寻找可再生、环保的替代能源已成为全球科研和工业领域的热点。

微藻生物柴油作为一种新兴的绿色能源，其独特的优势与潜力正逐渐受到人们的关注。

本文旨在全面概述微藻生物柴油的当前发展状况、技术进步、应用前景以及面临的挑战，以期对微藻生物柴油的研究与应用提供有益的参考和启示。

文章将首先介绍微藻生物柴油的基本概念、特点及其作为可再生能源的重要性，然后重点分析微藻生物柴油的生产技术、产业链构建、市场应用等方面的现状与进展，最后探讨其未来发展趋势和可能遇到的问题。

通过本文的阐述，读者可以对微藻生物柴油有一个全面而深入的了解，为相关研究和产业发展提供有益的参考。

二、微藻生物柴油的基础知识微藻生物柴油是一种由微藻经过特定培养和处理过程后提取出的可再生能源。

微藻，作为一类微小的水生植物，具有生长迅速、光合作用效率高、生物量产量大等特点，因此被视为生物柴油生产的理想原料。

微藻生物柴油的生产过程主要包括微藻的培养、收获、油脂提取和生物柴油的合成等步骤。

在微藻培养阶段，需要选择适合的培养基和光照条件，以促进微藻的生长和油脂的积累。

收获阶段则采用离心、过滤等方法将微藻从培养液中分离出来。

油脂提取则利用有机溶剂或物理方法将微藻细胞内的油脂提取出来。

通过酯化或酯交换反应，将提取出的油脂转化为生物柴油。

与传统的化石柴油相比，微藻生物柴油具有可再生、环保、可持续等优点。

微藻生物柴油的原料来源广泛，生长周期短，不受地域限制，因此具有巨大的生产潜力。

微藻生物柴油的燃烧产物主要是二氧化碳和水，对环境影响小，有利于减缓全球气候变化。

微藻生物柴油的燃烧效率高，动力性能良好，能够满足现代交通工具的需求。

然而，微藻生物柴油的生产也面临一些挑战和限制。

微藻生物柴油的生产成本较高，主要包括微藻培养的成本、油脂提取和生物柴油合成的成本等。

微藻生物柴油的生产过程中会产生一些废弃物和废水，需要进行有效的处理和处置。

华东理工大学启动973计划微藻制油项目在世博会中国馆的“低碳行动”展区，有一个高科技展项微藻能源技术。

小小的微藻有什么大能耐呢？2月20日，我国微藻能源方向的首个“973计划”（国家重点基础研究发展计划）项目“微藻能源规模化制备的科学基础”正式启动，该项目有望突破微藻制油的高成本瓶颈，让藻类替代农作物，成为生物柴油的重要来源，并为我国减少大量二氧化碳排放。

据悉，该项目有十多家科研单位参与，华东理工大学是依托单位，华东理工教授李元广担任该项目的首席科学家。

实验：微藻产油解决能源大问题李元广教授是清华大学博士，他的科研生涯和藻类结缘。

1995年，他开始研究藻类培养。

“那时，微藻能源技术还没有兴起，我们培养藻类，是为了做营养品和饲料。

”据介绍，微藻是一种低等植物，在陆地、海洋分布广泛，种类繁多，造成湖泊污染的蓝绿藻就是微藻大家族的成员。

微藻光合作用效率非常高，可直接利用阳光、二氧化碳和氮磷等简单营养物质快速生长，合成油脂、蛋白、多糖、色素等物质。

上世纪90年代，李元广研究藻类培养，就是为了提取微藻中的蛋白、多糖、色素等高附加值物质，把它们转化为营养品和高档饲料的原料。

“当时，我们没有去提取微藻中的大量油脂，是因为柴油价格便宜，而用微藻制生物柴油的成本太高。

”李元广教授告诉记者。

随着石油等能源的日益稀缺，以及“应对气候变暖”和发展低碳经济成为全球的共识，微藻制油变成能源科研领域的热点问题。

2006年，美国再次兴起微藻能源的技术研究，日本和欧洲科学界、我国科学界也积极跟进。

李元广教授就是从那时起带领团队投入研究，试图用小小的微藻来应对能源和二氧化碳减排的大问题。

优势：节约耕地减少二氧化碳排放据介绍，目前，生产生物柴油所用的原料均靠种植油料植物，如棕榈树、麻风树、油菜等。

由于油料植物的油脂面积产率不高，大力发展生物柴油必然要占用大量耕地，影响粮食生产。

微藻制油不需要占用大量耕地，只要有水资源和阳光的地方就行。

批判着看微藻类生物柴油摘要微藻类油的定量生产往往被高估。

生产1 kg的藻类柴油所投入的盐分近似于1 kg矿物柴油的实际价格。

电能生产微藻生物柴油的费用总额是消耗相同数量电能产生的收入的数倍。

微藻培养作为食物的生物价值比作为燃料要高的多。

普遍认同的观点是资金应该投资于微藻生物质生产，用来生产食品添加剂，饲料和药品。

其目的是为了防止在微藻类生物柴油上做太过草率的决定和投资。

关键词：生物柴油/微藻1.简介生产微藻油是一个古老的想法，这些想法几乎每十年反复出现，到现在已经持续了50年了。

从本世纪一开始，微藻一直被认为可能是柴油燃料良好的可再生来源。

藻脂肪酸转化为甲酯或者乙酯可以用作生物柴油。

全世界各地都在使用这个方法，同时这种方法常常被一厢情愿的证据支撑着。

现如今人们甚至可以在网络上找到许多电子书或者其它的来源卖“在家”或者“在车库”里生产海藻类生物柴油的方法。

事实上，几乎用任何有机体作为来源来生产生物柴油都没有很多技术障碍。

作为一个跨学科的事业，藻类柴油的方法需要能光合自养的生物技术和化学工业方面的理论知识以及实际生活经验。

大部分情况下，实际的生活经验主要基于实验室的观察和小型的户外设备。

乐观的结果往往来自于更大体积或者表面积层面上的推断。

Chisti的图表上显示微藻生物量应该相当便宜，为了使微藻生物柴油的生产经济合理，原油应该更加昂贵。

针对微藻生物量主要成本减少的研究和开发值得融资，但是微藻生物柴油的生产现如今完全是毫无理由的冒险。

特别要说的是，这对中小企业来说简直就是灾难。

这和Schneider的观点不谋而合，同时和Carlsson发表的结果相吻合。

关于藻类生物柴油，他们俩都参考了Gerald Cysewski的言论：“如果不是微藻类，我根本看不到这种情况。

”在一个讲座中，Venter提到转基因藻类对于生物燃料的生产有着很好的前景。

然而，初步选定的高产且单一栽培的品种不能轻易种植在室外的池塘或者咸水湖。

藻类吸收二氧化碳制油发电可行性研究(doc 8页)关于电厂废气经藻类转化为油的可行性研究张军自 18世纪第一次产业革命以来,世界以惊人的速度消耗着各种化石能源(如煤、石油、天然气等 ) ,而化石能源的大量使用使人类面临能源短缺和全球变暖两大危机,因此开发可再生新能源和二氧化碳减排成为21世纪的重要任务。

电厂的废气主要包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，这些气体不仅污染环境，而且还会危及到人类的生存。

本文就这如何利用藻类吸收二氧化碳制油，同时利用探讨如何消化吸收氮氧化物两个方面来阐述废气的利用的可行性。

1.藻类制油1.1微藻制油的技术简介1.1.1微藻制油的原理微藻制油的原理其实就是利用光合作用，将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，进行提炼加工从而生产出生物柴油。

其示意图如下图一微藻制油循环模式示意图1.1.2 藻类制油的优势1.1.2.1产油率高微藻很像一个太阳光光能驱动的细胞工厂，可以源源不断地将CO2转化为潜在的生物燃料、食物、饲料以及高价值的生物活性物质。

其中，最具有吸引力的是它潜在的生物燃料价值。

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。

作物产油率（升/公顷）玉米 145大豆 446红花 779向日葵 952油菜籽 1100油棕 5000微藻 100000通过对产油率的比较，我们可以发现微藻似乎是唯一的潜在的能完全替代化石燃油的来源。

因为微藻不像其它油料作物，它生长极快，而且大多数微藻含有丰富的油脂。

微藻含油量最高可以达到生物质干重的80％以上，含油水平在20％～50％。

1.1.2.2 对环境有益微藻可以旺盛地消耗高浓度的CO2和NO2，这些火力发电厂的污染物则是微藻的营养。

来自化石燃料发电厂的废气可以直接通入微藻生产设备，此举既能显著地提高生产能力，还能清洁空气。

基于微藻制备生物柴油的研究随着经济和技术的发展，越来越多的人开始关注可再生能源的发展和使用。

从风能、太阳能到水力能，这些可再生能源的发展已经成为我们社会的重要议题。

而在这些可再生能源当中，最具可持续性的能源之一就是生物柴油。

生物柴油是一种由植物或者动物油脂转化而成的柴油替代品，它现在已经被广泛应用在农业、航运、军事和工业领域。

微藻作为一种新兴的制造生物柴油的来源，已经引起了人们的广泛关注。

微藻是一种独立于土地和淡水资源的真正的“超级生物”，它可以利用太阳能进行光合作用，并且在较短的时间内实现大规模的繁殖。

此外，微藻油所含的油酸、亚油酸和硬脂酸等成分与常规石油柴油具有相同的化学结构，因此，具有很高的生物降解性和可再生性。

当前，基于微藻制备生物柴油的研究已经取得了许多进展。

下面，我们将就基于微藻制备生物柴油的研究进行探讨。

一、微藻的筛选与培养从大量的微藻物种中筛选出高油脂产量的微藻物种是制备生物柴油的关键之一。

科学家们进行了大量的微藻筛选工作，最终选出了产量较高的微藻品种，如麦角藻、轮虫藻、硅藻等。

针对不同的微藻品种，科学家们采用了不同的微藻培养技术。

其中比较常用的微藻培养方式包括批量培养、连续培养和悬浮培养等。

二、微藻的油脂提取与转化微藻油脂提取技术是生产生物柴油的关键。

目前，常用的油脂提取方法主要有溶剂提取法、机械压榨法、微波法、超声波提取法等。

其中，超声波提取法是一种比较有效的提取方法。

它不需要额外的化学试剂，只需要超声波的作用就可以实现油脂的有效提取。

经过油脂提取后，科学家们需要将油转化为可用于柴油引擎的生物柴油。

其中，生物柴油转化反应的最核心部分就是酯化反应。

酯化反应通常利用催化剂来促进，这样可以大大提高反应速率。

酯化后的生物柴油的性能与石油柴油相似，可以直接用于柴油引擎。

三、微藻的生产成本控制尽管微藻的制备生物柴油的技术和产业发展前景十分广阔，但是在现实中，基于微藻制备生物柴油的生产成本却比较高。

微藻制油：产业化还在路上当前，石油炼油品、煤炭炼油品已为大众所熟知，但利用微藻制油可能仅受业界关注，在公众中鲜为人知。

事实上，在以煤炭、石油为主打能源的今天，国内外科研院所及企业正充分利用藻类分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等优势，不断加大微藻提取生物柴油技术研发的力度，以便减少对石油和煤炭的过度依赖。

然而最近，中国化工报记者对投身这一领域的部分科研院所和企业进行采访时发现，微藻制油产业化还有很长的路要走。

微藻制油应时而生微藻是一类光合作用效率很高的单细胞低等植物。

目前，地球上存活的微藻已超过20万种，在能量品位提升和碳元素循环中起着举足轻重的作用。

由于微藻具有光合作用效率高、生长速度快，适合工业化养殖，且具高效固定利用二氧化碳、氮磷吸收能力强等特点，成为制备生物质能源的良好材料，被认为是解决能源、资源、食品、环境问题最有潜力的途径。

“微藻制油的原理其实就是利用光合作用，将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，进行提炼加工从而生产出生物柴油。

”山西农业大学分子农业与生物能源研究所所长李润植告诉中国化工报记者。

据李润植介绍，在国际上，美国从1976年就启动了微藻能源研究。

进入21世纪，石油价格飙升催生了微藻研究热，美国、澳大利亚、日本、印度、南非等国政府及企业均乐此不疲，并有成功范例。

比如，2006年11月，美国绿色能源科技公司和亚利桑那州公众服务公司建立了可与1040兆瓦电厂烟道气相连接的商业化系统，成功利用烟道气的二氧化碳，大规模光合成培养微藻，并将微藻转化为生物柴油，产率可达到每年每英亩提供5000～10000加仑生物柴油的水平。

2007年3月，以色列一家公司在离电厂烟囱几百米处的跑道池中规模培养微藻，并将其转化为燃料，每5千克藻可产1升燃料。

2008年10月，英国碳基金公司启动了目前世界最大的藻类生物燃料项目，预计到2020年商业化。

高产油脂微藻发酵产油脂的研究的开题报告一、研究背景与意义随着全球经济的发展，对能源的需求也越来越大。

由于传统石化能源的资源日益匮乏，开发新能源成为未来可持续发展的主要方向。

油脂微藻是一种高效的生物质能源生产来源，其含油量较高，且不与食品作物竞争。

因此，研究和开发高产油脂微藻，尤其是利用微藻发酵产油脂，具有极大的意义和前景。

二、研究内容和方法本研究将选取几种常见的油脂微藻（如衣藻、小球藻、硅藻等）作为实验材料，采用发酵技术来快速提高微藻的生长速度和产油量。

具体实验流程包括微藻培养、发酵条件优化、产油脂提取、气相色谱分析等。

同时，以传统的微藻培养方式作为对照组，比较发酵技术对微藻生长和油脂产量的影响。

三、研究目标和预期成果本研究的主要目标是通过发酵技术提高油脂微藻的产油效率，从而提高微藻的利用价值。

预期成果包括：1、发酵技术对微藻生长和油脂产量的影响研究结果；2、优化的发酵条件；3、不同微藻种类间油脂生产的比较分析；4、相关数据和分析结果。

四、研究意义1、利用微藻发酵产油脂可以有效增加油脂微藻的产量，提高利用率，降低生产成本。

2、发酵技术不仅可以用于生产油脂，还可以应用于其他生物活性物质的生产，在生物医药、食品加工等领域有着广泛的应用前景。

3、通过本研究，可以更好地了解微藻生产油脂的机理和影响因素。

五、研究计划1、第一年：搜集相关文献资料，筛选优良的微藻品种，初步开展微藻发酵产油脂的实验研究。

2、第二年：对微藻发酵产油脂的实验结果进行数据统计和分析，优化发酵条件，比较传统微藻培养方式和发酵方式对微藻的影响。

3、第三年：进一步拓展实验规模，探讨不同微藻品种在发酵条件下的油脂产量和品质的差异，比较不同发酵方式对微藻油脂生产的影响，制定发酵生产油脂的最佳实践方案。

六、预期贡献本研究将为微藻油脂的大规模生产提供技术支撑，为新能源的开发提供新的思路和方案，对能源领域的可持续发展做出贡献。