搜索
微藻固定CO2与生物产能技术的现状与展望院系：化学与化工学院专业:化学工程与工艺姓名：指导教师：摘要微藻固定CO2与生物产能技术两者相藕合，合成生物油脂，最终通过甲酯化转化为生物柴油。该技术对解决能源短缺与全球气候变暖问题有重大的意义。•化石燃料的过度使用，CO2的排放量与日俱增造成温室效应日趋严重。•目前CO2减排技术可以分为物理法、化学法和生物固定法三大类。物理法：主要是将CO2储存于海洋、地下含水层、废弃煤矿区、耗乏天然气煤矿区等。化学法：利用化学吸收剂对CO2进行吸收并分离回收。生物法：是指以二氧化碳为碳源，由光合作用，将二氧化碳变成碳水化合物，放出氧气。微藻固定CO2的背景微藻通过光合作用以二氧化碳、碳水化合物、碳氢化合物作为碳源合成油脂。与高等植物相比，微藻对阳光的利用效率较高，单位面积利用率是高等植物的10倍以上。藻类光合作用不仅可以固定CO2释放O2，去除空气中的NOx和Sox，同时处理工业废水、生产生物燃料和合成环境友好型材料。另外，一些合成产物还可以作为饵料、能源、保健品和精细化学品。微藻固定CO2原理及应用微藻固定CO2技术的研究•（3）在固碳的过程中利用微藻自身代谢特点、无机碳的利用形式、二氧化碳浓缩机理，生产出具有高价值的生物燃料或高附加价值的物质。•（2）结合其他领域的新技术，研发出新型高效光生物反应器以及工艺过程降低成本；•（1）筛选和培育出高效固定CO2、耐高浓度CO2的藻种；微藻固定CO2的机制⑴藻类进行光合作用，CO2通过细胞外的扩散层经过细胞壁、细胞膜、细胞质、叶绿体膜和间质最后到达Rubisco(1，5-二磷酸核酮糖羧化酶氧合酶)，由Rubisco将CO2固定，在经过卡尔文循环合成各种有机物。⑵微藻主动转运无机碳的机制称为CO2的浓缩机制(CCM)，该机制主要是通过无机碳的转运，改变细胞光合作用对无机碳的亲和力。•微藻合成生物油脂的机制•微藻吸收过量的碳元素经过糖酵解途径进入三羧酸循环，同时积累甘油三酯。•甘油三酯是合成生物柴油的主要原料，它在微藻中的合成途径包括乙酰辅酶A的形成、脂肪酸碳链的去饱和与延长、甘油三酯的合成。甘油三酯的合成fabcdea：L-α磷酸甘油，b：磷酸甘油转酰酶，c：溶血磷脂酸d：磷酯酸，e：甘油二酯，f：甘油三酯微藻生物柴油的制备•1.微藻的培养：开放式和封闭式•2.藻体采收：有化学絮凝、离心、过滤，主要目的是富集微藻细胞，然后利用高温干燥对微藻细胞进行预脱水处理，再经过快速高温热解或高压液化使细胞内的有机物质快速裂解为制备生物柴油所需的液体燃料。•3.微藻油脂的提取：化学或酶处理、机械搅拌方法、热解方法破坏微藻的原核细胞。生物柴油的精炼•水化：主要利用磷脂等胶溶性杂质发生吸水、凝聚、沉降、分解。•碱炼：主要指用碱中和体系中的游离性脂肪酸，并除去其他部分杂质。在低温条件下，向油脂液体中加入一定量的碱液，与体系中的脂肪酸发生中和，从而完成碱炼。•脱色：一般是在一定的条件下将有一定活性的白土加入到油脂中，对吸附油脂中的色素、异味以及其他物质有很好的效果。•脱臭：通常情况下，利用蒸汽蒸馏脱臭。影响微藻生物柴油的因素1.光照强度2.温度和PH值3.CO2的浓度微藻制备生物柴油的主要研究技术和成果中国石油化工有限公司、中国科学院启动微藻生物柴油合作项目，近期将完成小试研究，2015年前后将实现户外中试研发。中科院目前正在实施太阳能行动计划，微藻生物能源是重要的组成部分。上海市科委支持“微藻制油”产业化，把藻类反应器建在燃煤电厂旁，让绿藻来“吃掉”电厂排放的CO2，“吐出”高质量的生物柴油。2011年2月，我国微藻能源方向的首个“973”计划项目微藻能源规模化制备的科学基础正式启动。该项目有望突破微藻制油的高成本瓶颈，让藻类替代农作物，成为生物柴油的重要来源，并成为我国减少大量CO2排放。上海交大生物质研究中心华东理工大学这是我的毕业论文介绍请老师批评指正