微藻固定CO2生產(chǎn)生物柴油的研究.pdf

1、碳減排與可再生能源是當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的研究熱點(diǎn)。微藻在碳減排和新能源開(kāi)發(fā)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。其中利用微藻減排CO2合成生物油脂進(jìn)而轉(zhuǎn)化為生物柴油,對(duì)于解決人類面臨的能源短缺和全球變暖兩大難題具有潛在的戰(zhàn)略意義。本論文選取高產(chǎn)油的小球藻為研究對(duì)象,對(duì)微藻固定二氧化碳合成生物油脂進(jìn)行基礎(chǔ)研究。
　　 首先,對(duì)小球藻油脂制備工藝的關(guān)鍵步驟進(jìn)行研究,開(kāi)發(fā)出實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的微藻油脂制備工藝。通過(guò)分析和比較,最終確定小球藻的油脂制備工藝為通過(guò)光生物

2、反應(yīng)器培養(yǎng)微藻,離心采收達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)末期的藻體,反復(fù)凍融4次破碎藻細(xì)胞,冷凍干燥6 h后有機(jī)溶劑室溫浸提提取藻油。通過(guò)此工藝制備的生物柴油的十六烷值為57.3,符合生物柴油的熱值要求,具有良好的應(yīng)用前景。
　　 而為了對(duì)小球藻固定CO2合成生物油脂過(guò)程中的油脂積累因素有全面的認(rèn)識(shí),首先對(duì)影響小球藻的生長(zhǎng)與油脂積累的各主要因素進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)小球藻生長(zhǎng)和油脂積累的最優(yōu)條件為NaNO3濃度0.75 g/L,K2HPO4濃度0.03

3、 g/L,培養(yǎng)時(shí)間5天,CO2濃度5％,光暗周期18L:6D以及IAA添加濃度0.5 mg/L。然后在各因素影響研究的基礎(chǔ)上,利用響應(yīng)曲面法,對(duì)氮源、磷源和培養(yǎng)時(shí)間3種影響較大的因素進(jìn)行優(yōu)化,以獲得微藻固定CO2生產(chǎn)生物油脂的最優(yōu)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示油脂積累的最優(yōu)工藝參數(shù)為NaNOH濃度0.67 g/L,K2HPO4濃度0.03 g/L,培養(yǎng)時(shí)間5天,在此條件下油脂含量的理論值為15.4%。經(jīng)驗(yàn)證回歸模型切實(shí)可行,可用于油脂積累工藝條件的

4、預(yù)測(cè)。
　　 最后,為了深入認(rèn)識(shí)微藻油脂積累的機(jī)理,以油脂合成的關(guān)鍵酶為切入點(diǎn),探討了檸檬酸和Mg2+兩種乙酰輔酶A羧化酶促進(jìn)劑對(duì)微藻油脂合成的影響。結(jié)果顯示與對(duì)照組相比,添加檸檬酸和Mg2+有利于油脂的合成。且當(dāng)檸檬酸添加濃度為30 mg/L,Mg2+添加濃度為1.5 mmol/L,時(shí),其促進(jìn)效果更顯著,總脂百分含量達(dá)到15.9%和16.5%,相比對(duì)照組分別提高了0.7和0.4倍。
　　 上述研究證實(shí)了微藻在固定CO2