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1、生物能源工作方案2021.07- 责任人：吴尧责任小组：吴尧，毕宗文，童洋Grant N G, Hommersand M H. the respiratory chain of chlorella prototheccoides. 1. inhibitor responscs and cytochrome components. Plant physiol. 1974,54:50-56Vicente G, Martinez M, Aracil J. Integrated biodiesel production: a comparison of different homogeneous ca
2、talysts systems. Bioresort. Technol. 2004,92:297-305海藻作为生物能源具有相當潛力。特定的微藻，例如金藻類的矽藻(diatom)，真眼點藻類的海洋擬綠球藻(Nannochloropsis spp.)等具有高含量(40-50%)的高度不飽合脂肪酸(PUFAs)。此外，在微細綠藻中，例如杜氏鹽藻(Dunaliella salina)含有由40個碳鏈構成的類葫蘿蔔素，及佔有機成份達50%的油類。令人振奮的是，一種綠藻，叢粒藻(Botryococcus braunii)含有C30-C40長直鏈之碳氫化物，也就是油脂，其可裂解成為石油。微藻：生物能源的新
3、来源 对于生物质能源的原料，人们的目光一直集中在传统的陈化粮、木质素、动物油脂等领域，而对于开发前景同样广阔、属水生植物的藻类却认识缺乏。事实上，作为一种重要的可再生资源，藻类具有分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等突出特点，藻类尤其是微型藻类的进一步开发利用，将提供新的资源来源。微藻作为能源原料的潜力巨大，其细胞中含独特的初级或次级代谢产物，化学成分复杂，太阳能转化效率可到达3.5%，是生产药品、精细化学品和新型燃料的潜在资源。从微藻中得到的脂肪酸可转化成脂肪酸甲酯，即生物柴油；在沸石催化剂的作用下，微藻通过热化学转化可生产出汽油型燃料；生长在海水中的绿藻
4、，能积累大量游离的甘油以平衡环境中的盐浓度，其甘油的含量可占自身干重的85%。目前科研人员已逐步认识到，微藻作为生物能源，具有多方面的开发价值：繁殖快且所需养分不多，主要是阳光、水和CO2，不会与农牧业争地；相对于其他植物，藻类含有较高的脂类、可溶性多糖等，可以用来生产生物柴油或乙醇，还可望成为生产氢气的一条新途径；同木质纤维素材料相比，藻类的光合作用效率比树木高；易被粉碎和枯燥，预处理本钱较低；热解所得生物质燃油热值高，平均高达33MJ/kg，是木材或农作物秸秆的1.6倍；利用光合作用生长繁殖，捕获废气中的CO2，可起到保护环境的作用。基于其独特的优点，微藻可用于脱除烟气中的CO2，不过目前
5、尚无工业应用的报道。该领域的研究主要集中在三个方面：一是高效固定CO2的藻种筛选和培养，目前适宜的藻种是蓝藻和绿藻，特别是绿藻中的小球藻；二是微藻固定CO2机理探索，研究重点是了解无机碳的利用形式、CO2浓缩机理以及高浓度CO2对微藻生长的影响；三是微藻培养条件的研究，探索营养、光照、温度、pH值和通气条件等因素的优化，以满足微藻生长的需要，是降卑微藻生产本钱的有效途径。将微藻作为能源资源作物进行开发，主要是用于生产乙醇、生物柴油、燃料油或制氢等。抚顺石化研究院的专家认为，将生物量转化为生物质能的方法有很多种，每一种都有其自身的优缺点，主要是根据生物量的来源及特点、最终转化形式、环境保护需求、
6、经济效益等因素，进行转化方法的合理选择。在这一领域，美国已开发出利用一种自由漂浮的单细胞微藻替代糖来发酵生产乙醇的专利，目前还没有工业应用；日本两家公司联合开发出利用微藻将CO2转换成燃料乙醇的新技术，方案在2021年研制出有关设备；采用催化热解技术，已可以将微藻转化成高芳烃含量、高辛烷值的燃料油，新兴的液化法热解技术更是有效地降低了该过程的本钱。此外，培养微藻制氢的商业化前景看好，但要使阳光转化为氢气的效率达10%才有经济性，目前仅为0.1%，还有一系列技术问题需要解决。藻类的用途很多，在我国主要作为保健食品和药用。事实上，利用藻类生产燃料的研究，无论从环保还是能源角度，都具有重要的意义。2
7、007湖区域蓝藻的大面积爆发，使人们开始思考蓝藻的治理和利用问题，而将藻类转化成燃料油或许是太湖蓝藻变害为宝的良方，但要使其成为经济可行的能源生产方式，还有很多问题要解决。譬如，藻细胞的收获、藻细胞中水分的脱除、灰分的降低、目标产物的别离等。对于微藻开发利用的研究，主要应该关注细胞内外的含水率、脂类和蛋白质含量、纤维素与木质素含量比率等，以便研究下一步的目标产品。据了解，抚顺石化研究院已经开展了微藻利用的探索，对能够利用CO2并富集油脂的藻类进行筛选和培养，掌握了葡萄藻、小球藻、小环藻等典型藻种的培养条件和生长特性。今后，还将在藻种改进、光反响器，以及油脂、糖类、纤维素等目标产物别离方面进行深
8、入研究。找了些海藻的工业利用资料，可惜没有能源方面较详细的介绍，网友有相关资料的，希望能多提供各種海藻膠之工業利用：藻膠種類原藻用 途褐藻膠Alginate巨藻屬crocystis海帶屬Laminaria馬尾藻屬Sargassum囊葉藻屬Ascophyllum食品工業冰淇淋、奶品、果汁、果醬、沙拉醬、食品罐頭之穩定劑、化妝品工業乳液、牙膏、肥皂、洗髮精、醫藥工業藥丸打粒、膏基、手術用縫線、敷料、代用血漿、假牙模型、止血劑、消化道造影劑添加、體內重金屬吸收抑制劑等、紡織品彎曲成形或硬挺、人造纖維原料、釀酒之澄清劑、污水淨化劑、硬水軟化劑、化學成分之分離劑、鹼類之精製、油漆及塑膠工業之乳化劑、結合
9、劑、安定劑、潤滑劑及填充劑等洋菜Agar石花菜屬Gelidium翼枝菜屬Pterocladiella龍鬚菜屬Gracilaria微生物培養基、食品工業果凍、果醬、澱粉代用品、食品罐頭之穩定劑、凝膠劑、紡織工業、造紙、釀酒之澄清劑、超微切片輔助劑、分析研究電泳、醫藥胃腸不適、膠囊製作等角叉藻聚醣Carrageenan角叉藻屬Chondrus杉藻屬Gigartina麒麟菜屬Eucheuma沙菜屬Hypnea食品工業果凍、果醬、沙拉醬、食品罐頭之穩定劑、凝膠劑、化妝品、醫藥工業藥丸打粒、膏基、膠囊、胃腸不適等、油漆等帚叉藻聚醣Furcellaran帚叉藻屬Furcellaria製酪業布糊Funora
10、n海蘿屬Gloeopeltis造紙業、紡織工業紫菜聚醣Porphyran紫菜屬Porphyra粘劑三、扁藻培养种类有亚心形扁藻和青岛大扁藻，分类上属于绿藻门、绿藻纲、团藻目、衣藻科。二形态特征藻体广卵形，背腹扁压，前端较宽阔，中间有一浅的凹陷，鞭毛4条由凹处生出，长度约为体四分之三，扁藻靠鞭毛能在水中迅速游动。藻体细胞外是一层比拟薄的纤维质细胞壁；细胞内有一大型、杯状、绿色的色素体及一向上开口地杯状蛋白核。在蛋的核附近或近侧腹面处有一红色眼点图1-4。青岛大扁藻体长约20-24微米，宽12-15微米，厚7-10微米；亚心形扁藻体长约11-14微米，宽7-9微米，厚3.5-5微米。四繁殖方式主要
11、以产生动孢子的方式无性繁殖。繁殖前藻体首先休止，鞭毛消失，原生质纵裂为二，形成首尾交错的待放子体。放散前，4条鞭毛出现，子体在母壁内不断急剧摆动和冲击，最后冲出母壁放散出来，迅速而活泼地游动。当环境条件适宜时，一天能繁殖一次。有性生殖尚未在扁藻中发现过。环境不良时，通常形成休眠孢子。五生态条件1.温度。亚心形扁藻对温度的适应范围很广，温度在7-30范围内均能生长、繁殖，最适温度在20-28之间，对低温的适应性较强，而对高温的耐力较差，温度上升到33以上，生长，生长、繁殖会受到明显抑制，35时即大量死亡。2.光照。能适应的光照强度为1000-20000米烛光，最适光照强度5000-10000米烛
12、光。扁藻对光照非常敏感，弱光条件下，表现为趋光性；强光条件下，表现为背光性；在强光高温的综合影响下，会很快沉底。扁藻在夜晚有沉底现象。3.盐度。亚心形扁藻对盐度适应较广，在盐度8-80的海水中均能生长繁殖，最适盐度范围在30-40.4.酸碱度。一般在PH6-9范围内均能生长、繁殖，最适范围在PH7.5-8.5之间。四、栅列藻五、栅列藻种类繁多，用来培养的种类为斜生栅列藻等，分类上属于绿藻门、绿藻纲、绿球藻目。一形态特征通常由2、4、8个纺锤形细胞交互排列形成扁形群体，细胞长20-21微米，宽3-9微米。细胞壁平滑，群体两端的细胞角部或外侧无长的棘刺。幼年细胞内各有一个纵走向而边缘位的色素休，其
13、不中有一个造粉核；较老的细胞中，色素体充满整个内。细胞核一个图1-6。正常生活的藻体呈鲜绿色。二繁殖方式仅以列性似亲孢子的形式进行繁殖。似亲孢子释放前，先在母孢子壁内排列成与母定形群体形态相似的子群体。三生态条件栅列藻是一种适应性很强的藻类，能在5-40的水温条件下生长繁殖，最适水温25-32.光照的适应范围较广，最适光照强度为5000-10000米烛光。培养种类多为淡水种类，但经过驯化，能在20以下的盐度条件中生长繁殖。六、叉鞭金藻常见培养种为湛江叉鞭金藻、分类上属于金藻门、金鞭藻目、等鞭藻科。一形态特征为单细胞运动个体；球形或近卵形，直径5-7微米，无细胞壁，具有条等长的鞭毛，鞭毛与细胞等
14、长或略长于细胞，细胞内具有一个大的、周生的、叶状的黄褐色色素体，有1-3个液泡和1-2个白糖素颗粒。正常体色为金黄褐色。二繁殖方法为无性的纵分裂繁殖，营养细胞经纵分裂形成两个子细胞。环境条件不良进，能形成胶群相。三生态条件1.温度。水温9-33.5条件下均能生长繁殖，但15以下或30以上时生长繁殖缓慢，最适温度为18-28.2.光照。3000-8000米烛光为培养的适宜光照强度，不宜强直射光照射。3.盐度。5-50的盐度下均有生长繁殖，最送盐度为18-30.湛江叉鞭金藻对高盐度的适应比对低盐度的适应能力更强。七、等鞭金藻常见种类有球等鞭金藻和大溪金藻，分类上属于金藻门、金藻纲、金鞭藻目、等鞭金
15、藻科。一形态特征为单细胞运动个体，形态多变，多少呈椭圆形，细胞长5-6微米，宽2-4微米，厚2.5-3微米，无细胞壁，具两条等长的鞭毛，其长度为体长的1-2倍。细胞内有两个大而侧生的色素体，有一小而暗红的眼点，一般位于中央位置。同化产物为油和的白糖素，白糖素位于细胞后端，常随细胞年龄的增大而增大，细胞核一个，位于细胞近中央年图1-8。藻体颜色为金黄褐色。二繁殖方式以无性生殖为主，也有有性生殖，无性生殖以细胞纵裂进行繁殖，也能产生一种特殊的内生孢子。环境不良时能形成胶群相，这是一种有性的同配结合方式。三生态条件1.温度。最适温度为20-25，适温之外，对低温的适应较对高温的适应能力更强一些，一般水温超过30就不再生长繁殖。2.光照。最适光照强度为1500-3000米烛光。一般室内培养利用窗口漫射光能获得良好的效果。3.酸碱度。适宜的PH值为8左右。当PH值升至8.7以上时，生长繁殖受到抑制。4.盐度。球等鞭金藻能适应的盐度范围在10-40之间，闻适盐度为25-30.八、菱
