应用生物技术构建可持续微藻生物质能源生产体系

提出了＂废水、废气-水华微藻（自养藻类）-高油工程微藻（异养藻类）-生物柴油＂可持续型微藻生物质能源生产体系的构建设想。首先以市政废水、废气CO2为基质大量生产水华微藻,在收获大量价廉的水华微藻细胞的同时实现市政废水中N、P的有效去除和温室气体减排;然后将先进的发酵工程技术和微藻育种工程技术集成配套以实现高油工程微藻的高密度异养培养,即通过生物育种工程技术获得适应性强的异养高油工程微藻,使其能够以水华微藻细胞的降解产物为底物,在可控条件下实现快速繁殖、合成并富集油脂,最终成为生物柴油生产的丰富原料。该体系可实现CO2固定、市政废水净化和微藻高附加值生物柴油的生产。     

富油微藻育种技术研究进展

微藻因生长快、油脂含量高/占用可耕地面积少等优势成为生物柴油的重要原料之一,优良的富油微藻藻株是研究和生产微藻生物柴油的首要关键技术.从选择育种、诱变育种、细胞融合和基因工程育种等方面阐述了当前富油微藻的选育概况.     

微藻生物质采收方法的经济性和效率研究进展

大规模微藻养殖中,生物质采收是一个重要环节,约占生产成本的20％～30％.其关键技术是将微米级的藻细胞从含水率超过99％的原液中有效分离出来.因此,生物质回收率、收获后藻体的含水量、处理速率、成本等因素是评价微藻生物质采收方法优劣的重要指标.从特点、效率、经济性和适用范围几个方面综述了絮凝、离心、过滤、气浮和沉降5种常用的微藻收获方法.     

微藻生产生物能源具有潜在的应用前景

中国利用微藻生产生物能源具有潜在的应用前景。目前,在山东省的实验室获得了初步成果,培育出的富油微藻,最高含油比已经达到68%,可在此基础上制取生物柴油。有专家认为,海洋微藻的能源化利用,有望成为后石油时代破解能源危机的一把钥匙。     

新一代生物柴油原料——微藻

生物柴油是指来自生物体的油脂经转酯作用而形成的单烷基脂肪酸酯。从目前的情况来看,以高等植物、动物等油脂为原料生产的生物柴油根本无法满足人们的需求。某些微藻因含油量高、易于培养、单位面积产量大等优点,而被视为新一代的、甚至是唯一能实现完全替代石化柴油的生物柴油原料。该文结合中国生物柴油的发展状况,剖析了利用微藻生产生物柴油的优势,并就其存在的劣势重点地从优良藻种的筛选、产油培养条件与技术的改进、生物柴油提炼方法与过程系统化等方面,提出了应对措施,并展望了其应用的前景。     

微藻生物柴油研究进展

介绍了藻类生产及利用高油藻类制备生物柴油的研发现状,分析了目前藻类生物燃料研究中存在的困难,并展望了微藻产油制备生物柴油的研究方向。     

微藻净化畜禽养殖废水影响因素研究进展

近年来,由畜禽养殖废水排放引发的环境污染问题已成为制约我国畜禽养殖业健康发展和生态文明建设的重要瓶颈之一。基于微藻培养的废水处理技术不仅能够解决畜禽养殖业的环境污染问题,还能变废为宝,利用废水中的营养元素生产高附加值的生物质产品,因而受到越来越多的关注。简要概述微藻对畜禽养殖废水中碳、氮、磷、抗生素、重金属等污染物的去除机理,重点综述了微藻藻种、废水预处理方式、培养条件、培养系统类型、藻-菌共生系统等因素对微藻净化畜禽养殖废水的影响及其存在的问题。未来的研究中,应注重高效藻种的筛选和开发力度,力争筛选出更多具有应用潜力的藻种,丰富微藻种质资源库;应针对不同类型废水开发出对应的复合藻-菌剂产品;应注重微藻下游产品开发,实现畜禽养殖废水到生物质产品的转变,形成绿色循环的产业链。     

埃氏小球藻去鸡场废水氮磷效果及总脂积累的研究

[目的]规模化畜禽养殖已造成严重的废水污染,本研究拟建立微藻净化畜禽废水技术体系,以期有效脱氮除磷和同时获得大量高脂含量的微藻生物质。[方法]通过检测一养鸡场废水中氮磷等污染成分,并以其为研究对象,选用埃氏小球藻(Chlorella emersonii)为试材,系统分析该微藻在不同稀释倍数的鸡场废水中的生长表型、脱氮除磷效率及油脂产率。[结果]在鸡场废水原液及2倍稀释液中,埃氏小球藻的生长均受到了显著抑制(P0.05),除氮率和油脂产率均较低;在高稀释倍数(≥4倍)的废水中,微藻生长迅速,并且氮磷去除率高达80.3%和75.0%;藻细胞油脂含量随废水稀释倍数的增加而增加,最高达34.6%。[结论]在鸡场废水原液和低倍稀释的废水中,埃氏小球藻生长受阻;在稀释4倍以上的废水中,藻细胞生长良好、脱氮除磷效率和油脂产率均较高。利用微藻处理鸡场废水,既可高效去污,又可获得富油的微藻生物质。这为后续建立基于微藻净化畜禽废水联产生物柴油等高值微藻产品的生产工艺奠定了技术基础。     

微藻生物柴油的研究进展

作为化石燃料的替代品,生物柴油具备特殊的优势。微藻是一种CO2固定效率及油脂含量高、生长周期短、不影响食物安全保障的单细胞生物,是生物柴油的理想来源。综述了产油微藻的培养、收获及生物柴油制备等相关技术的发展现状,并提出了发展过程中出现的问题及对策,最后对微藻生物柴油技术的发展前景进行了展望。     

能源微藻油脂积累及油脂含量检测技术研究进展

对于生物质能源的原料,人们的目光逐渐从陈化粮、木质素、动物油脂等转向微型藻类,因其具有可养殖、可再生、生长周期短、分布广泛、可进行光合作用、环境适应能力强、产量高等突出特点,吸引了国内外众多科研和产业人员的目光。通过综合现有的微藻油脂生产的相关报道,从当前研究报道的产油微藻的种类、影响油脂积累的营养和环境因素的分析,结合油脂含量检测的方法对微藻油脂含量进行评估,对比得出布朗葡萄藻藻和部分链带藻的产脂能力更具优势,其油脂含量能达到细胞干重的60%以上,另外,通过优化培养条件、基因手段干预等措施可以获得高产油脂的微藻,其产油能力要比野生株提高20%以上,并综合阐述了国内外微藻产油的研究进展,为后续的研究计划和产业化提供参考。