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1、中国生物工程杂志ChinaBiotechnology,2009,29(7):118~126*微藻生物柴油的现状与进展**夏金兰万民熙王润民刘鹏李丽黄斌邱冠周(中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083)摘要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0,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。介绍了微藻生物柴油的优势,高脂质微藻选育,以及工程微藻研究与下游生产工艺的研究现状和进展。关键词微藻生物柴油光生物反应器中图分类号Q77随
2、着日益严重的环境恶化,控制汽车尾气排放和少,燃烧、点火性能优于石油柴油,且燃烧残留物呈微温室效应,保护人类赖以生存的自然环境成为人类急酸性,可延长催化剂和发动机机油的使用寿命。需解决的问题。同时全球能源需求不断扩大,寻求可可再生性。与石油资源不同,生物柴油作为一种以替代石油在能源结构中占主导地位的可再生清洁能可再生能源,通过农业和生物科技的发展,其资源不会源是目前普遍关注的热点。枯竭。且通用性好,无需改动柴油机,可直接添加使生物柴油(脂肪酸甲酯)是一种已经得到证明的燃用,同时无需另添设加油设备、储运设备及人员的特殊料,以其为可再生性的环保燃料能源而得到世界的广技术训练。[1]泛关注。
3、生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯1微藻生物柴油介绍(FAME),是以可再生资源(如油菜籽油、大豆油、玉米油、棉籽油、花生油、葵花子油、棕榈油、椰子油、回收烹目前,生物柴油主要是以植物和动物脂肪酸为原饪油、动物油以及微生物油脂等)为原料而制成,具备料来生产的,而不是微藻。在美国,生物柴油主要以大与石油柴油相近的性能。生产和使用生物柴油的技术豆为原料,其他来源包括棕榈油、菜籽油、动物脂肪酸、[2~4]已经存在了50余年。而且与石油柴油相比,生物[6,7][2]玉米油、废食用油和麻疯树油。一些东南亚国家[5]柴油的性能更加优良。主要表现在:则以一些热带植物的种子为原料,如棕榈等,废弃食用优良
4、的环保特性。检测表明,与石化柴油相比,使[8]油是日本的主要生物柴油制取原料。近年来,我国用生物柴油可降低90%的空气毒性。由于生物柴油含也加大了发展生物柴油产业的力度,介于生物柴油生氧量高,燃烧时排烟少,一氧化碳的排放量可减少约产的标准化和规范化由石油化工科学研究院等单位起10%(有催化剂时为95%)。同时,生物柴油的生物降草的我国第一项生物柴油国家标准,已由国家质监总解性高。另外,生物柴油原料来源于光合作用,它可抵局批准自2007年5月1日起实施,该生物柴油国家标消由于生物柴油燃烧过程所释放的CO2,因此生产和使准主要涉及B100生物柴油(生物柴油含量100%)的用生物柴油不会导
5、致温室效应。成分、含量、润滑性能、烷值等方面的详细规范,共包括良好的燃料性能。生物柴油含氧量高于石油柴[9]17项技术要求。油,可达11%,在燃烧过程中所需的氧气量较石油柴油但是,由油料作物、废食用油和动物脂肪酸生产的收稿日期:2009201207修回日期:2009202221生物柴油尚不能满足当前车用燃料需求量的一小部*国家自然科学基金创新研究群体科学基金资助项目(50321402)分。同时使用植物原料在所有的国家都存在共同的问**电子信箱:jlxia@mai.lcsu.edu.cn题。一是是否适合当地气候,实现高产稳产;二是种植2009,29(7)夏金兰等:微藻生物柴油的现状与进
6、展119过程中产生的土地资源紧缺的问题以及由此引起的其活性物质。如杜氏藻富含类胡萝卜素,雨生红球藻则他农作物价格上涨的问题。特别在我国人多地少的情用于虾青素的生产等等。如果微藻生物柴油生产过程况下,这些问题尤为突出。中可以和某些高附加值的生理活性物质的生产相偶1.1微藻生物柴油的优势联,将大大提高微藻生物柴油的经济效益。众所周之,面对植物原料生产生物柴油的诸多问题,利用微生产成本高,缺乏经济竞争力是生物柴油产业面临的藻产油具有不与农业争地的明显优势,而且可用海水最大的问题。作为天然培养基进行大量繁殖。跟植物一样,微藻也某些微藻可以在一些极端的环境中生长,如极端是利用光照产油,但却比植
7、物作物的效率高很多。大pH、高盐环境等。微藻对重金属离子有很好的吸附效[10]多数微藻的产油量远远超过了最好的油料作物。不果,而且一些异养微藻可以分解利用有机物。所以,微像其他油料作物,微藻生长极为迅速,而且含有极其丰藻生物燃料的生产可以和污水处理相结合,非常具有富的油脂。藻类光合作用转化效率可达10%以上,含经济价值和环保意义。油量达30%(表1)。微藻的生物柴油产量是最好的油1.2唯一可取代石化油的微藻生物柴油[11]料作物的8~24倍。同时,目前通过
