微藻生物能源油脂提取技术的新进展

微藻具有高生长速率、高油脂含量特点,被认为是最具潜力的油脂生物质资源之一。由于微藻生物柴油技术不成熟、生产成本过高,至今未获产业化突破。

近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所能源藻类资源团队刘天中研究员等针对微藻生物柴油生产成本和能耗影响大的微藻油脂提取、微藻生物柴油转化等下游关键技术进行了系列研究,结果发表在Bioresour. Technol.、Eur. J. Lipid Sci. Technol.、J. Biobased Mater. Bioenergy等期刊。

经絮凝、离心等方法收获所得的藻泥(algae slurry) 中含水量高达70%以上,传统的油脂提取需要预先对湿藻进行干燥制备藻粉,但湿藻仅干燥过程的能耗就超过微藻产出的能源。为降低提油能耗与成本,该团队开展了亚临界条件下高含水量藻泥的直接油脂提取研究,发现以绿色、无毒的乙醇作为溶剂,微藻油脂提取效率达到90.2%(J. Biobased Mater. Bioenergy, 2011, 5: 385)。随后,进一步开发了乙醇-己烷共溶剂提取技术,油脂提取效率达到90%,但溶剂用量大幅度降低,与以往提取方法相比,表现出较高的提取效率和较低的能耗(Eur. J. Lipid Sci. Technol., 2012, 114:205)。

该团队还研究了湿藻泥储存过程中微藻油脂成分的变化。发现藻细胞经冻融后,在短期储存期后,胞内的甘油三酯可转化生成游离脂肪酸,大大提高微藻油脂的酸价,严重影响后期的生物柴油转酯化过程。对此,该团队发展并优化了酸催化预酯化-碱催化转酯化的生物柴油转化工艺,转化效率接近100%,制备的生物柴油各项指标达到了生物柴油国家标准GB/T 20828-2007和欧盟生物柴油EN 14214标准(Bioresour. Technol., 2012, 111:208)。

上述系列研究已开展相关中试研究,对于解决微藻油脂提取、生物柴油转化等微藻生物柴油产业化的下游加工关键技术发展具有重要意义。

论文链接:

1. J. Biobased Mater. Bioenergy, 2011, 5: 385

2. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 2012, 114:205

 

3. Bioresour. Technol., 2012, 111:208

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青岛能源所在微藻生物能源研究中取得进展

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