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前可持續(xù)發(fā)展的研究熱點。微藻在碳減排和新能源開發(fā)方面具有明顯優(yōu)勢。其中利用微藻減排CO2合成生物油脂進而轉(zhuǎn)化為生物柴油,對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象,對微藻固定二氧化碳合成生物油脂進行基礎(chǔ)研究。
　　 首先,對小球藻油脂制備工藝的關(guān)鍵步驟進行研究,開發(fā)出實驗室規(guī)模的微藻油脂制備工藝。通過分析和比較,最終確定小球藻的油脂制備工藝為通過光生物

2、反應器培養(yǎng)微藻,離心采收達到對數(shù)生長末期的藻體,反復凍融4次破碎藻細胞,冷凍干燥6 h后有機溶劑室溫浸提提取藻油。通過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,具有良好的應用前景。
　　 而為了對小球藻固定CO2合成生物油脂過程中的油脂積累因素有全面的認識,首先對影響小球藻的生長與油脂積累的各主要因素進行研究。研究發(fā)現(xiàn)小球藻生長和油脂積累的最優(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,利用響應曲面法,對氮源、磷源和培養(yǎng)時間3種影響較大的因素進行優(yōu)化,以獲得微藻固定CO2生產(chǎn)生物油脂的最優(yōu)條件。實驗結(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)時間5天,在此條件下油脂含量的理論值為15.4%。經(jīng)驗證回歸模型切實可行,可用于油脂積累工藝條件的

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