制备生物柴油用小球藻的油脂富集培养研究

制备生物柴油用小球藻的油脂富集培养研究作者：齐沛沛，王飞作者单位：南京林业大学化学工程学院,江苏,南京,210037相似文献(5条)1.学位论文齐沛沛微藻油脂制备生物柴油研究2008本研究旨在开发一种富含油脂的微藻资源来制备生物柴油,从以下四个方面对微藻小球藻进行了系统的研究:微藻的培养及培养条件优化、微藻油脂提取条件研究、富含油脂微藻培养条件探讨、微藻油脂制备生物柴油及产品性能研究,主要结果如下:三株小球藻(Chlorellaspp,Chlorellasorokiniana,Chlorellavulgaris)生长和繁殖的适宜培养条件为:培养基为BG11,接种密度0.25(OD540nm),初始pH8,培养温度25℃,光照强度35001ux～45001ux,尿素均为三者更适宜的氮源,适宜的氮含量依次为0.125g/l、0.0625g/l、0.125g/l.微藻油脂提取适宜的方法为溶剂浸提法,以石油醚乙醚(体积比2:1)混合液为浸提溶剂,在40℃水浴中浸提5h.通过对不同培养条件下微藻的油脂得率的研究,确定了三株微藻最佳的富集油脂的条件;采用气质联用和气相色谱法分析了微藻的主要脂肪酸组成及含量,结果表明三株小球藻的主要脂肪酸组成均为C16和C18脂肪酸.将微藻生长的最适条件与富集油脂条件综合考虑,筛选出富含油脂的微藻藻株为Chlorellaspp,其优化的培养条件为:初始pH8,温度25℃、光照强度35001ux、以硝酸钠为氮源并使其含氮量为0.25g/l,在此条件下,微藻油脂含量高达43.7％.采用碱催化转酯化法将微藻油脂制备成生物柴油,并测定该生物柴油产品的主要性能指标:密度、运动黏度、燃烧值、闪点、酸值及十六烷值,结果表明,以微藻油脂制备的生物柴油符合生物柴油国家标准GB/T20828-2007和美国标准ASTM6751-03,可作为燃料使用.2.学位论文张薇高产油脂微藻发酵产油脂的研究2008生物柴油是最重要的可再生能源产品之一。目前,生产生物柴油的原料主要有动植物油脂和餐饮业废油脂等。尽管生物柴油已在很多国家包括美国、欧盟、日本等国得到应用,但是,成本过高和低温性能不佳限制了生物柴油的广泛应用。因此寻找一种廉价、优质且可持续大量供应的原料成为生物柴油产业化及广泛应用的关键。微藻是一类单细胞藻类,其可利用海水或湖泊淡水作为天然培养基产油脂。微藻所产油脂的脂肪酸组成与植物油类似,用微藻油脂为原料生产生物柴油的优势是：生产的生物柴油含硫低,燃烧时不排放有毒害气体,不污染环境等。因此,微藻油脂被认为是一种极具潜力的生物柴油原料。本文首先探索了从少量微藻中提取油脂的方法。分别以索氏抽提法,Bligh-Dyer法,研磨法,盐酸水解法提取蛋白核小球藻的油脂,油脂得率分别为：索氏抽提法：34.80％,Bligh-Dyer法：35.57％,研磨法：36.55％,酸解法：40.15％,提取所需时间分别为：索氏抽提法：72h,Bligh-Dyer法：10min,研磨法：40min,酸解法：90min,油脂提取方法对所得油脂的脂肪酸组成影响不大。通过生物量、油脂含量和油脂成分的比较,筛选了两株微藻,其中一株是生物量和油脂产量都较高的蛋白核小球藻LB56(ChlorellapyrenoidosaLB56),另一株是油脂中油酸含量达50％左右,不饱和脂肪酸达到80％左右的普通小球藻LB112(ChlorellavulgarisLB112),并对它们的产油特性进行了系统的研究,考察了培养条件和培养基组成等对该两株小球藻产油脂的影响。通过研究,确定了蛋白核小球藻LB56在装液量为100mL的250mL三角瓶中进行摇瓶发酵产油脂的适宜的培养基组成为(g/L)：葡萄糖38,甘氨酸0.15,MgSO4·7H2O0.4,K2HPO41.0,FeSO4·7H2O0.004,VitaminB1:10-5；A5微量元素液:1mL/L。最适的培养温度、初始pH、摇床转速和光照强度分别为28℃、6.0、130r/min和650Lux。C.pyrenoidosaLB56在优化条件下摇瓶培养7天后的生物量和油脂含量分别由优化前的3.73g/L和40.15％提高到6.56g/L和59.90％；并且,蛋白核小球藻LB56还可以利用木糖为碳源积累油脂,可望用于以废弃物木质纤维素这一廉价可再生生物质为原料生产油脂进而生产生物柴油。普通小球藻LB112在装液量为100mL的250mL三角瓶中进行摇瓶发酵产油脂的适宜培养基组成为(g/L)：葡萄糖25,甘氨酸0.15,MgSO4·7H2O0.3,K2HPO41.0,FeSO4·7H2O0.003,VitaminB1:10-5；A5微量元素液：1mL/L。最适的培养温度、初始pH、摇床转速和光照强度分别为28℃、6.0、130r/min和1000Lux。生物量和油脂含量以及油酸含量分别由优化前的2.20g/L,34.55％和50.74％提高到4.66g/L,47.30％和68.10％,其油脂组成与高品位的植物油脂相似,可望用于优质生物柴油的生产。分别以ChlorellapyrenoidosaLB56和ChlorellavulgarisLB112油脂为原料通过碱法制备生物柴油,获得了高达90％的甲酯产率。本研究对于开辟生产生物柴油所需油脂原料的新途径,促进我国生物柴油产业的发展及生物柴油的广泛应用具有重要意义。3.学位论文孙珊富油微藻筛选及油脂组分与影响因素研究2009随着人口增长与自然资源短缺的矛盾日益尖锐，油脂与人类的关系越来越密切，无论是作为生物柴油的原料还是加工成为保健食品，油脂都具有至关重要的作用。目前，传统的油脂来源动物脂肪与植物油脂已经不能完全满足人们的食用、工业等生活中的各种需求，因此寻找一种成本低、来源广以及成分好的油脂原料成为亟待解决的问题。而利用微藻为原料生产油脂具有无可比拟的优势。大量研究表明，微藻油脂的含量随微藻种类的不同差异悬殊，且微藻油脂含量及组成会因环境因素的差异而产生变化。本文首先通过比较比较冻融法、研磨法、乙醚—石油醚法、氯仿—甲醇法和酸热法5种方法对4类微藻的油脂提取率发现：细胞破碎方法与不同有机溶剂的组合对油脂提取率有较大影响，确定冻融法为从多株微藻中筛选富油微藻的最佳油脂提取方法。利用冻融法对十余株微藻进行筛选，筛选出金藻(Isochrysissp．)、前沟藻(Amphidiniusp．)、异湾藻(Heterosigmasp．)和原甲藻(Prorocentrumsp．)等4株富油微藻，其粗脂含量分别为45％、36.7％、35％和29.5％；对筛选出的4株富油微藻的生长特性和油脂产率进行研究，并利用气相色谱对脂肪酸组成进行分析，发现4株微藻油脂产率分别为5.58mg·d—1·L-1、7.57mg·d—1·L-1、7.44mg·d—1·L-1和8.36mg·d—1·L-1，所产脂肪酸C16—C18系的含量均占脂肪酸总量的68％以上，从分子结构上分析符合制备生物柴油的要求。前沟藻EPA的含量高达24.95％，可对其优化培育，制备EPA应用于医疗和保健品中。最后以含油量最高的金藻为研究对象，研究培养液中不同浓度的氮、磷、硅对其油脂含量的影响。发现氮源不足会对金藻的生长产生抑制，但是会增加其油脂含量，在NaNO3浓度为150μM、600μM和3000μM时，金藻的油脂含量分别为63.4％、47.3％和20.5％。油脂产率以NaNO3浓度为600μM时最高，为63.4mg·L-1；金藻平台期收获时的生物量随磷源浓度的升高而增高，油脂含量变化随磷源浓度的增高呈相反趋势，在NaH2PO4浓度为6μM、25μM和36μM时，金藻的油脂含量分别为55.1％、40.5％和37.8％。油脂产率的变化趋势与油脂含量相反，以NaH2PO4浓度为36μM时最高，为64.3mg·L-1；硅对金藻平台期收获时的生物量影响不显著，油脂含量及油脂产率均在无硅的情况下较高，分别为37.8％及42.2mg.L-1。4.期刊论文齐沛沛.王飞.QIPei-pei.WANGFei制备生物柴油用小球藻的油脂富集培养研究-现代化工2008,28(z2)研究了培养温度、光照强度、氮源及其氮含量对小球藻Chlorellaspp的生长、油脂含量及脂肪酸的影响,以期获得最为适宜的富含油脂微藻的培养条件.采用比生长速率评价微藻的生长状况,以溶剂浸提法提取微藻中的油脂,并采用气质联用和气相色谱分析微藻的脂肪酸纰成.研究结果表明.既能使微藻Chlorellaspp良好生长又可提高其油脂含量的培养条件为:温度25℃、光照强度3500lux、添加氮源硝酸钠并使其含氮质量浓度为0.25g/L,此时的油脂含量可达43.7%.微藻脂肪酸的组成以C16∶0、C18∶0、C18∶2为主,表明小球藻的主要脂肪酸组成为C16和C18脂肪酸.5.学位论文史亚亚樟树籽油制备轻质型生物柴油2008生物柴油是以植物油脂、动物油脂、餐饮废油及工程微藻油脂等为原料制成的液态燃料油，属可再生清洁能源，是石化柴油的良好替代品。生物柴油基本不含硫和芳香烃，无毒，可生物降解，具有良好的燃烧、排放及安全性能。其含氧量、十六烷值和闪点皆高于石化柴油，燃烧废气中CO、NO、NO2、硫化物、铅等有毒物质含量大大低于石化柴油。我国樟树籽资源丰富，含油量达40％以上。樟树籽油中C10～C14饱和中碳链脂肪酸含量达96％以上，利用其制备的生物柴油的理化特性与轻质柴油相近，是生产生物柴油的理想原料。本论文采用溶剂法自樟树籽中提取樟树籽油，以樟树籽油提取率为衡量指标，通过单因素和正交实验对樟树籽油提取工艺条件进行优化；采用一步催化法和两步催化法转化樟树籽油制备轻质型生物柴油，以酯化和酯交换率为衡量指标，通过单因素和正交实验优化转化樟树籽油制备轻质型生物柴油工艺条件；采用气相色谱法分析测定樟树籽油的脂肪酸组成和轻质型生物柴油的脂肪酸甲酯组成；采用相应国家标准分析测定方法分析测定樟树籽油和轻质型生物柴油的理化特性。樟树籽油提取研究结果表明，影响樟树籽油提取率的因素依次为反应温度、液料比、反应时间，石油醚(60～90℃)提取樟树籽油的最佳条件为：提取温度60℃、液料比10、提取时间8h，在此条件下，樟树籽油提取率最高达36.97％。气相色谱分析结果表明，樟树籽油脂肪酸组成为癸酸52.05％、月桂酸42.77％、油酸2.38％、肉豆蔻酸1.19％、亚油酸0.48％、软脂酸0.40％、辛酸0.19％。以癸酸和月桂酸为主，C10～C14中碳链饱和脂肪酸达96％以上。樟树籽油的理化性质为酸价19mgKOH/g、碘值3.7g12/100g、皂化值283mgKOH/g、密度0.931g/cm3、熔点20～22℃。转化樟树籽油制备轻质型生物柴油研究结果表明，以樟树籽油和甲醇为原料，以浓硫酸为酯化和酯交换催化剂，一步催化法制备轻质型生物柴油的最佳工艺条件为：甲醇:总脂肪酸(mol/mol)为5，催化剂:总脂肪酸(mol/mol)为0.6，反应时间为7h，反应温为65℃，酯化酯交换率为91.12％。在两步催化法中，以浓硫酸为酯化催化剂，NaOH为酯交换催化剂，樟树籽油中游离脂肪酸甲酯化最佳反应条件为：甲醇:游离脂肪酸(mol/mol)为30，催化剂：游离脂肪酸(mol/mol)为0.8，在60℃下反应2h，酸价降至0.6mgKOH/g，酯化率达96.84％；最佳樟树籽油酯交换反应条件为：甲醇:总脂肪酸(mol/mol)为4.0、催化剂：总脂肪酸(mol/mol)为0.050、反应时间为80min、反应温度为55℃，酯交换率最高达94.38％。气相色谱分析结果表明，轻质型生物柴油的脂肪酸组成为：癸甲甲酯53.67％、月桂酸甲酯42.92％、肉豆蔻酸甲酯0.44％、棕榈酸甲酯0.37％、油酸甲酯2.11％、亚油酸甲酯0.26％，除闪点低于130℃外，其余理化特性均符合我国《柴油机燃料调和用生物柴油国家标准》(GB/T20828-2007)、我国0号轻质柴油标准GB252-2000及美国生物柴油标准ASTM6751-02，且在