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基于开放式培养的微藻生物柴油生命周期环境影响评价 总被引：2，自引：2，他引：0
为定量评价以微藻为原料生产的生物柴油生命周期系统产生的各种潜在环境影响,以基于开放式培养的微藻生物柴油为研究对象,应用生命周期分析方法,以1 MJ能量的柴油产品为功能单位,对生产、使用微藻生物柴油产生的环境影响进行了分析。结果表明：微藻生物柴油生命周期最显著的环境影响类型为不可更新资源消耗,其次为光化学烟雾形成,生命周期总环境影响指数为4.63×10-4人当量,较石化柴油降低19.34%,以油菜籽为原料的生物柴油生命周期总环境影响指数是微藻生物柴油的7.19倍,微藻培养与生物柴油制取对生命周期总环境影响指数的贡献分别为27.95%与46.24%。基于开放式培养的微藻生物柴油相对于石化柴油与以油菜籽为原料的生物柴油具有较好的生命周期环境效益,控制微藻生物柴油生命周期环境影响的要点在于减少微藻培养与生物柴油制取阶段的动力消耗。 相似文献
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超声波辅助离子液体组合物直接制备微藻生物柴油 总被引：1，自引：1，他引：0
微藻生物柴油能够解决目前植物原料生物柴油面临的耕地不足、气候变化影响产量并引起农作物价格上涨等突出问题,但传统微藻生物柴油生产过程能源与化学品消耗大,将微藻油脂的提取-酯交换耦合成一个单元,具有较大应用潜力.该研究采用小球藻、甲醇为原料,离子液体组合物作为提取剂、催化剂,超声波辅助催化微藻直接提取-酯交换制备生物柴油.考察超声波频率、超声波功率、离子液体类型、离子液体用量、反应温度、反应时间、醇油摩尔比等因素对酯交换率的影响,并与传统水浴加热机械搅拌法比较,结果表明,超声波和离子液体对生物柴油的制备有协同促进作用,离子液体具有催化、提取与增溶的作用,能较好地消除醇油界面接触,超声波的引入强化了传质传热过程,与传统加热方式水浴加热机械搅拌法相比,可以缩短酯交换反应的时间,降低反应温度,减少离子液体、甲醇的用量.离子液体[BMIM][HCOO]为提取剂,微藻油脂提取率最高;酸性离子液体催化效果明显高于碱性离子液体,离子液体[SO3H-BMIM][HSO4]为催化剂,微藻油脂转化率最高.当超声波功率240W,频率28kHz,甲醇用量和藻粉质量比为61:,离子液体组合物和藻粉质量比为51:,离子液体[BMIM][HCOO]与[SO3H-BMIM][HSO4]体积比为12:1,反应温度为50℃,超声反应时间50min条件下,生物柴油的转化率可达69.6%.该方法将离子液体溶解提取性能、催化性能及超声波的空化效应相结合,将油脂的提取与油脂的转酯化合二为一,不需先从微藻粉中提取油脂,缩短了工艺,能够实现含油微藻到生物柴油的一步转化. 相似文献
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小桐子油超声波协同纳米催化剂制备生物柴油 总被引：8，自引：2，他引：6
以纳米Zn-Mg-Al高温煅烧物为催化剂,高酸值小桐子油为原料,超声波反应器中连续生产生物柴油,并系统研究超声波辐射协同纳米催化剂催化制备生物柴油的最优条件。研究结果表明,超声波协同纳米催化剂催化制备生物柴油的最优条件为：超声波功率210 W、醇油摩尔比4︰1、催化剂为油质量的1.2%、反应温度60℃时生物柴油收率94.3%。在此优化条件下完全可实现小桐子油连续工业化生产生物柴油的需求,精制后的生物柴油完全符合德国生物柴油标准DIN V 51606: 1997,且理化性质稳定,放置1 a后生物柴油的酸值、密度、黏度和化学组成基本不变。 相似文献
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微藻的大规模培养以及生产生物燃料在很大程度上依赖于所使用的微藻藻株性能.为了从自然水域中筛选、分离能够异养生长并同步处理养猪废水和实现油脂积累的高油脂产率微藻,本研究采用平板划线、单胞分离和毛细管分离3种方法,对51个采样点的样品进行分离、纯化,获得了118株藻,71株能够进行异养生长,其中33株能够在猪场污水中生长,且17株藻生长良好.根据形态特征对分离得到的部分藻株初步鉴定为小球藻(Chlorella sp.)和栅藻(Scenedesmus sp.).比较这17株藻在猪场污水中的生长速率和油脂含量,藻株13-6、19-4、20-6和34-2的比生长速率分别为0.147、0.162、0.177和0.154 d-1,较其他藻株生长更快;19-4、24-1和34-2的油脂含量分别为19.7％、22.9％和28.8％,高于其他藻株.从中选取生长快且油脂含量高的藻株19-4和34-2经18S rDNA鉴定为Chlorella sorokinlana和Chlorella sp.,分别命名为C.sorokinlana 19-4 (GenBank登录号:KU948990)和Chlorella sp.34-2 (GenBank登录号:KU948991).将微藻培养体系扩大至30 L反应器,利用稀释猪场污水培养C.sorokinlana 19-4和Chlorella sp.34-2,最大比生长速率分别达到0.153和0.149 d-1;油脂含量分别达到18.73％和29.27％;最大生物量浓度分别达到0.78和1.12 g/L.C.sorokinlana 19-4对废水培养基中总氮、总磷的最高去除率分别高达70.56％和90.98％,34-2则分别为60.24％和85.07％.脂肪酸组分分析表明,Chlorella sp.34-2主要含有Cl6∶0、C18∶2n6c及C18∶3n3,其脂肪酸组分含量符合生物柴油生产的原料要求标准.结果说明这两株微藻在净化废水和生产生物柴油中具有潜在的应用前景.利用猪场污水养殖微藻,既可以节约大量营养盐成本,促进微藻生物柴油产业的推进,又可以净化污水,促进水资源再利用,实现能源与环境的双赢. 相似文献
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耦合浮珠-超声辅助溶剂萃取法用于微藻采收及油脂提取 总被引：1，自引：1，他引：0
为了优化微藻生物柴油生产工艺,开发高效低耗的微藻采收与油脂提取技术,该研究使用优化浮珠浮选工艺对小球藻进行采收,随后选取小球藻-表面层状聚合物浮珠聚集体进行破壁提油处理,并通过响应面优化破壁工艺,建立一种新型耦合浮珠-超声辅助溶剂萃取工艺。结果表明,在超声时间为13 min,正己烷：异丙醇体积比例为4,微藻质量浓度为13.6 g/L,超声功率为254 W时,油脂提取效率较高,为18.91%。相比传统气浮法与超声辅助溶剂萃取法,该法采收效率、细胞破壁效率和饱和脂肪酸含量都达到了较高水平,分别为98.36%、90.19%和37.03%。因此,耦合浮珠-超声辅助溶剂萃取工艺是一种有效提取小球藻细胞中油脂的工艺。研究结果为微藻生物柴油制备工艺的发展提供科学依据。 相似文献
6.
该文以生产达标的文冠果生物柴油为目的。通过设计其生产工艺流程,分别在转化温度为60和70℃的条件下生产了2种生物柴油,并测定了0#柴油分别与2种生物柴油以一系列不同掺混比(0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%)混合的燃料的理化性质(密度、运动黏度、闪点、凝点和馏程)。结果表明:转化温度为70℃的生物柴油各理化性能要优于转化温度为60℃的生物柴油;生产的2种生物柴油与0#柴油在掺混比不超过20%时,各项理化性能指标均符合国家车用柴油标准,达到应用要求。 相似文献
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生物柴油的低温流动性主要取决于化学组成。为了量化表征生物柴油组成与其冷滤点的关系,采用气相色谱-质谱与冷滤点分析技术和多元线性回归分析方法,分析了生物柴油的脂肪酸甲酯组成和冷滤点,研究了脂肪酸甲酯组成对冷滤点的影响规律。研究表明：生物柴油主要由14～24个偶数碳原子组成的长链脂肪酸甲酯组成,其中饱和脂肪酸甲酯主要为C14:0～C24:0,不饱和脂肪酸甲酯主要为C16:1～C22:1、C18:2～C20:2和C18:3。120种生物柴油油样中,乌桕梓油生物柴油的冷滤点最低,为-14℃,花生油生物柴油的冷滤点最高,为13℃。生物柴油的脂肪酸甲酯的含量与分布不同,冷滤点差异较大。冷滤点随饱和脂肪酸甲酯含量的增加呈线性升高,且碳链长的较短的增加显著;随不饱和脂肪酸甲酯含量的增加而呈线性降低,且不饱和度高的较低的降低略明显。建立了线性相关性非常显著（R=0.971）的基于组成的冷滤点预测模型。研究结果为不同环境下生物柴油的推广应用提供参考。 相似文献
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生物油/柴油乳化燃料的燃烧特性 总被引：3，自引：2，他引：1
为了研究生物油/柴油乳化燃料的燃烧特性,利用非离子表面活性剂复配,对热解生物油/柴油混合液进行了乳化,测量了乳化燃料的密度、热值、动力黏度及pH值。在SD1110型柴油机台架上进行4种不同配比的生物油/柴油乳化燃料的发动机台架试验,得出了柴油机燃用生物油/柴油乳化燃料和纯柴油的负荷特性和排放特性曲线,并且对乳化燃料和纯柴油的排放特性进行了对比。研究结果表明：生物油体积分数为20%的乳化燃料当量油耗率最低,乳化燃料CO的排放高于柴油的排放,且生物油含量越高CO排放越大,而乳化燃料的NO及碳烟的排放则优于纯柴油的排放。由于生物油/柴油乳化燃料的理化特性与柴油接近,可以作为普通柴油机的燃油使用。 相似文献
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柴油机燃用柴油与生物柴油的雾化特性分析 总被引：2，自引：2，他引：0
燃油雾化特性是影响柴油机燃烧和排放的关键因素,对比分析了柴油、生物柴油的喷雾特性,探讨了密度、黏度、分子结构、调合比例、喷油泵转速和燃油温度等因素对雾化特性的影响。结果表明：减小生物柴油的密度,降低黏度,通过燃料重新设计打断分子双键结构均可有效改善雾化特性;柴油机喷油泵的转速在1?100 r/min时,柴油和生物柴油的贯穿距离分别在0～0.9?ms和0.5～0.7?ms时到达最大;在上止点5℃A左右,温度为380?K,100%负荷时,生物柴油的索特平均直径最大。 相似文献
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Enzymatic approach to biodiesel production 总被引：5，自引：0，他引：5
The need for alternative energy sources that combine environmental friendliness with biodegradability, low toxicity, renewability, and less dependence on petroleum products has never been greater. One such energy source is referred to as biodiesel. This can be produced from vegetable oils, animal fats, microalgal oils, waste products of vegetable oil refinery or animal rendering, and used frying oils. Chemically, they are known as monoalkyl esters of fatty acids. The conventional method for producing biodiesel involves acid and base catalysts to form fatty acid alkyl esters. Downstream processing costs and environmental problems associated with biodiesel production and byproducts recovery have led to the search for alternative production methods and alternative substrates. Enzymatic reactions involving lipases can be an excellent alternative to produce biodiesel through a process commonly referred to alcoholysis, a form of transesterification reaction, or through an interesterification (ester interchange) reaction. Protein engineering can be useful in improving the catalytic efficiency of lipases as biocatalysts for biodiesel production. The use of recombinant DNA technology to produce large quantities of lipases, and the use of immobilized lipases and immobilized whole cells, may lower the overall cost, while presenting less downstream processing problems, to biodiesel production. In addition, the enzymatic approach is environmentally friendly, considered a "green reaction", and needs to be explored for industrial production of biodiesel. 相似文献
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针对新疆地区经排碱渠排放的大量盐碱水,目前仍缺乏资源化利用,不但造成水资源浪费,也对周边土壤生态环境带来严重威胁。该研究从排碱渠水中分离得到一株产油微藻WY205,经鉴定为小球藻(Chlorella sp.),在此基础上,以排碱渠水为培养基质,考察了补充有机碳源对该藻生长及油脂积累的影响,以及微藻的盐耐受性、在半连续培养模式下该藻的生长与产油稳定性。结果表明,补充适量有机碳源可有效提高微藻生长速率和油脂产量,微藻油脂积累过程属于生长偶联型,Logistic方程和Gaden生长相关模型方程可较好地描述该藻的生长和油脂生成动力学过程,添加2.5g/L葡萄糖可获得最大生物量(3.03 g/L)和最高油脂产量(1.26 g/L),分别为不加糖处理的1.35、2.21倍。培养基中Na~+添加至5 g/L时(折合NaCl 12.72 g/L),微藻油脂产量比排碱渠水原液培养处理(Na~+浓度2.64 g/L)提高了21.69%;继续增加Na~+浓度至10 g/L(折合NaCl 25.43 g/L),微藻油脂产量相比排碱渠水原液处理依然提高了10.84%,说明该藻具有较高的盐耐受性。经60 d共6个周期的半连续培养,该藻生物量和油脂产量无显著(P0.05)变化,表现出良好的适应性和稳定性。该研究表明利用排碱渠水培养产油微藻可行,可为排碱渠水的资源化利用提供技术参考。 相似文献
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Ryckebosch E Muylaert K Eeckhout M Ruyssen T Foubert I 《Journal of agricultural and food chemistry》2011,59(20):11063-11069
The influence of short-term storage and spray- and freeze-drying of fresh microalgal paste on the stability of lipids and carotenoids of Phaeodactylum tricornutum was investigated. Furthermore, the effects of storage time (14 and 35 days) and condition (vacuum packed vs non vacuum packed, -20 °C vs 4 °C vs 20 °C) after spray- and freeze-drying were studied. Total lipid content, free fatty acid content, carotenoid content and degree of lipid oxidation were measured. No effects of spray- and freeze-drying and subsequent storage were found on total lipid content, except for short-term storage of the fresh microalgal paste, which led to pronounced lipolysis and therefore a lower total lipid content. Freeze-dried microalgae were found to be more susceptible to lipolysis upon storage than spray-dried microalgae. On the other hand, spray-dried microalgae were more susceptible to oxidation than freeze-dried microalgae, possibly due to breakdown of protecting carotenoids upon spray-drying. Hardly any effect of storage condition was observed for any of the parameters tested. 相似文献
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菜籽油生物柴油的生产方法研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
该文阐述了菜籽油用于生物柴油生产的优势及菜籽油生物柴油的环境友好性,认为该产业很有发展前途,并概述了国内外利用化学法、脂肪酶法和超临界流体法制备菜籽油生物柴油的研究进展,并评价了各种制备方法的优劣性.发现化学法是比较成熟的工业化方法,具有反应快、成本低的特点,但污染大;酶法反应温和,但成本高、反应缓慢;超临界流体法不需使用催化剂,但要在高温高压下反应;最后提出了影响菜籽油生物柴油产业化发展的因素及对策. 相似文献
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近年来,饲料、饵料产量不足和化肥、农药大量施用带来的环境污染问题给农业可持续发展带来了巨大挑战。微藻因其含有能够促进动植物生长、提高农产品品质的营养元素和生物活性物质,且能同化氮、磷等污染物,被广泛应用于农业种植业、畜禽业和水产养殖业。该文系统总结和分析了微藻在土壤改良、农作物保护、直接刺激农作物生长、畜禽和水产养殖废水处理、饲料和饵料等领域的应用现状、特征和环境与经济效益,以及面临的机遇和挑战。分析发现,通过优化微藻培养技术降低其规模化应用的采收成本和提高其对污染物的去除效率,系统增强其在农业应用中的经济价值和可持续性,为农业可持续发展提供科技支撑是未来微藻研究的重点关注方向。 相似文献
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添加沼液的BG11营养液微藻培养试验 总被引：7，自引：5，他引：2
利用沼液培育能源微藻,有利于废水处置的同时还能够有效降低微藻生产成本。该文研究了S496、1067、1069、C31、Y7、Y3及W 7株微藻在混有体积分数10%沼液的培养液中的比生长速率、培养液pH值和营养物的变化规律。结果表明,除Y7外,其它6株微藻均能迅速适应沼液营养液,迅速进入对数期生长。在未调节培养液pH值条件下,沼液培养液的pH值在培养的前2～4 d均有所下降,从9.20～9.32下降至8.73～9.09,之后才开始恢复并上升。在pH值下降时,藻的比生长速率有不断增大的趋势。培养12 d后,上述7株微藻在培养液中干质量累积量在0.310～0.607 g/L之间;培养过程中,NH4-N、Mg2+、SO42-、Mn、F-、Fe的浓度都大幅下降,NH4-N、Mn、Fe几乎被完全消耗;Mg2+降幅为11.47%～87.73%;SO42-为37.30%～62.70%;F-为18.18%～54.55%。该文为利用沼液培养能源微藻提供依据。 相似文献
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Juan-Pablo Hernandez Luz E. de-Bashan D. Johana Rodriguez Yaneth Rodriguez Yoav Bashan 《European Journal of Soil Biology》2009,45(1):88-93
Immobilization of Bacillus pumilus ES4 from arid land soils, a plant growth-promoting bacterium and the freshwater, green microalga Chlorella vulgaris enhanced microalgal growth only in the absence of combined nitrogen in synthetic growth medium (SGM), but not in medium with combined nitrogen. B. pumilus was able to fix nitrogen in N-free SGM and its growth yielded an accumulation of ammonium in the medium. On its own, B. pumilus is a poor agent for removing nitrogen and phosphorus from wastewater, while C. vulgaris is a capable microorganism. By jointly immobilizing the two microorganisms, the capacity to remove nitrogen and phosphorus from the medium by the microalgae culture was not enhanced, but, at the cell level, removal of these nutrients was significantly enhanced. It appears that growth promotion induced by B. pumilus on C. vulgaris is related to nitrogen fixation. 相似文献