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海洋微藻作为生物柴油生产的新型资源研究 ××学校 ×× ×
研究内容 • 能源是人类生存与发展的基础 ，在各种可再生能源中，具有广泛实用价值的能源是生物质能，即利用生物质直接转化为能源物质。生物柴油(Biodiesel)是一种清洁的可再生能源，它是以油料作物、油料林木果实、油料微藻等植物以及动物油脂、废餐饮油等动植物油为原料，经酯交换反应获得的液体燃料与常规柴油相比，生物柴油具有空气污染物排放少、润滑性好、溶解性好，生物降解完全、十六烷值高等优点，同时利用生物柴油作为燃料具有较好的低温发动机启动性能、无须改动现有柴油机，也不必更换零件，可直接添加使用等优点。在众多生物柴油的原料中，含油藻类是十分重要的生物柴油原料。海洋占地球表面积的71%，其中蕴含大量的微藻资源，特别是硅藻具有细胞脂含量高、生长快、生物量大、种类丰富、分布广等特点，是形成海洋天然矿化石油的主要基础来源
在众多生物柴油的原料中，含油藻类是十分重要的生物柴油原料。海洋占地球表面积的71%，其中蕴含大量的微藻资源，特别是硅藻具有细胞脂含量高、生长快、生物量大、种类丰富、分布广等特点，是形成海洋天然矿化石油的主要基础来源。在众多生物柴油的原料中，含油藻类是十分重要的生物柴油原料。海洋占地球表面积的71%，其中蕴含大量的微藻资源，特别是硅藻具有细胞脂含量高、生长快、生物量大、种类丰富、分布广等特点，是形成海洋天然矿化石油的主要基础来源。
拟解决的问题 • 本文以潜在脂肪含量较高的微藻（如硅藻）为主要目标，通过自己分离获得了13种海洋硅藻，并从其它渠道获得1种红藻和1种绿藻，对这15种微藻的生长、总脂含量以及脂肪酸组成与含量进行测定，目标是分离筛选出生长快、总脂和饱和脂肪酸含量高的藻株，作为生物油燃料开发的资源生物；并初步通过微藻热解产油，
研究过程 2.2样品采集与藻种分离筛选： 2.2.1采集方法：样品采集包括采水和拖网两种，采水系用2.5L有机玻璃采水器或直接用采样瓶采集一定量的海水 2.2.2 分离方法：采用微细吸管分离法进行藻株分离。 2.3 藻类培养与样品处理 2.4 藻类生长测定
2.5 总脂测定 • 采用氯仿－甲醇(CHCL3-CH3OH)提取法。 • 2.6 脂肪酸测定 • 脂肪酸的提取参考Lepage（1984）的方法略加修改 • 2.7 热解产油实验 • 把藻类接种于多个10升的三角瓶中扩大培养，同2.3 的方法和条件进行培养与样品收集、处理。取获得的藻粉在流化床反应器上进行快速热解，温度450℃，收集获得的热解液化产物和固体焦炭，分别称重，并计算产油率。
实验结果 3.1 藻种分离筛选 图1 藻种图片
3.2 不同藻类的生长 表2 不同藻种生长期间的OD值及其藻密度/OD比值
3.3 不同微藻细胞内的总脂含量和产量 表3 不同微藻株系细胞内总脂含量及产量比较
图3 不同株系微藻细胞内总脂含量 （藻株序号对应的藻种见表3）
3.4 不同微藻细胞内的脂肪酸组成 表4 不同株系微藻细胞内脂肪酸组成（占总脂肪酸的百分比）（株系号对应的藻种见表1）
图4 不同株系微藻PUFA占总脂肪酸的百分比含量 （株系号对应的藻种见表1）
3.5 热解产油 表5三角褐指藻热解产油结果
讨论 • 4.1高脂微藻株系的筛选及其生产生物柴油的潜力分析： • 本课题获得的十五种微藻中筛选出较适合作为生物柴油生产原料的四种硅藻，它们是三角褐指藻、假微型海链藻、旋链角毛藻、热带骨条藻 • 4.2 脂肪和脂肪酸含量与藻种的关系 • 脂肪和脂肪酸含量以及脂肪酸组成由于受到微藻不同株系自身遗传因素的控制，随着微藻种类的不同而变化很大，具有明显的种属特异性 • 4.3 高脂微藻作为生物柴油生产的优势与应用前景分析 • 与其它生物原料相比，微藻含有较高的脂类、可溶性多糖和蛋白质等化学成分, 易于通过热解、酯化、液化等方法获得生物油燃料，因此，微藻是制备生物油燃料的良好材料。
讨论 • 4.4．筛选高生物柴油产量微藻的新途径 • 培养条件 • 人工诱变 • 异养培养 • 基因改造 • 直接提高制备生物油燃料的效率
结论 • 本实验通过有目标的微藻藻种分离筛选，获得了十五株不同种类的微藻，发现不同微藻在生长、总脂含量和产量、脂肪酸组成和含量等方面有明显的差异，从生物柴油生产的需要出发，从中筛选到了总脂含量高、不饱和脂肪酸含量低、生长快、原料易于获得的4个藻种（三角褐指藻、假微型海链藻、旋链角毛藻、热带骨条藻），并利用三角褐指藻获得了34.2%的产油率。这些微藻作为生物柴油生产的资源生物具有明显的优势和开发利用潜力。本文结果也证实了利用微藻作为原料制备高产量、高质量的生物柴油是一种可行且有效的方法。
工作展望 • 利用藻类赤潮获取大量的生物柴油原料 • 本项目筛选到的4种高产生物柴油的硅藻均为常见赤潮硅藻, 不仅可以人工培养, 也可以利用赤潮爆发时获取大量的藻物质, 达到生产生物柴油和治理赤潮危害、化废为宝的双重目的。
