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

142726183
青岛能源所在微藻生物能源研究中取得进展

Related Posts

Read More

珊瑚光共生与钙化中的pH调节:区间视角

珊瑚-甲藻光共生与钙化是浅水珊瑚礁生态基础。虽珊瑚结构简单,但体内存在pH差异显著的区室:酸性共生体利于碳酸氢根转化为二氧化碳供甲藻光合,碱性细胞外钙化介质促进碳酸根生成以驱动钙化。甲藻光合消耗二氧化碳升pH并供能,珊瑚通过质子泵调控pH梯度,平衡光合与钙化的酸碱影响,保障共生与钙化正常进行。…

Read More

废水处理新方案:微藻与细菌的 “共生智慧”​

本文聚焦微藻 - 细菌共生污泥(MBSS)系统处理含磺胺嘧啶(SDZ)废水的应用难题与解决方案。研究发现,通过调控微藻与活性污泥接种比例,可实现多重优化:1:3 比例下 SDZ 去除率达 99.8%,1:1 比例时氮磷回收效率最优(磷达 98.6%)。宏基因组分析表明,小球藻属等微藻与 SDZ 去除密切相关,且能促进罗丹杆菌属等降解菌成为优势菌群,同时将磺胺类抗性基因(sul1、sul2)丰度降至原来的 22.9%。该策略为含抗生素废水的高效处理、营养盐回收及抗性基因防控提供了绿色可行的方案。…

Read More

色温对水生环境中藻类生长热效应的影响

光和温度是调控藻华发生的关键因素,但目前实验室研究常存在一个明显缺陷:要么固定温度忽略光本身带来的热效应,要么把这种“光自带的热”(专业上叫内源性光热效应,简称ETP)和外界环境加热(外源热输入,简称ETI)混为一谈。其实,光的“色温”(简单说就是光的颜色深浅对应的温度属性)会决定光子的分布规律,进而影响水体里的热强度,这一点在以往研究中被忽视了。…