微生物技术在生物柴油开发与应用中的作用.pdfVIP

微生物技术在生物柴油开发与应用中的作用* 宋安东1，2，3冯 冲1 谢 慧1 陈 伟1 1(河南农业大学生命科学学院，郑州，450002) 2(农业部农村可再生能源重点开放实验室，郑州，450002) 3(河南天冠集团，南阳，473000) 摘要 生物柴油是一种可再生的液体清洁燃料，具有优良的特性。当前生物柴油的原料主要来自动植物油 脂，但其成本偏高。微生物油脂是无限再生的资源，发酵周期短，不受场地、季节、气候变化等的影响，易于工业 化生产，开发潜力很大。文中从产油微生物的种类、代谢途径及生物柴油的工艺流程等方面介绍了生物柴油及 其相关微生物技术研究进展。指出了微生物转化技术所带来的相应问题，并展望了其应用前景。 关键词 生物柴油，微生物油脂，产油微生物 能源和一个国家的经济发展密切相关，也是国家 1．1微生物油脂的原料 战略安全保障基础之一。目前液体燃料(汽油、柴油 研究表明，微生物能高效利用半纤维素和纤维素 等)主要来源于石油资源。从目前探明的石油储量上 水解得到的所有碳水化合物产生油脂，和当前乙醇发 看，世界石油的开采期多则100年，少则只有30～50酵工艺相比具有明显的原材料资源优势，对解决生物 年左右。预计2010年我国的原油加工量将达到2．7质经济公认的世界难题之一“全糖转化利用”很有价 000～2 亿t，而原油产量不会超过2．0亿t。另外，以石油为值。全世界每年产农作物秸秆约1 000亿t， 主的传统化石能源的消耗造成大量的污染，空气中主 我国每年达7亿t以上，是生物转化微生物油脂潜在 而丰富的原料。甘薯、木薯、菊芋等粗放种植的高糖 要污染物如C02和颗粒悬浮物约70％来自各种化石 燃料燃烧排放物。在能源日益匮乏，环境保护彰显重 植物，也是未来微生物油脂发酵的理想原料。 要的形势下，人们更看重从资源、能源和经济一体化 利用现代生物技术将木质纤维素转化为饲料、酒 协调考虑的社会可持续发展的模式。正是在这一形 精、柴油等产品，不仅可以作为新资源、新能源为人类 J。生物能源在中国 势下，人们开始关注生物能源11 造福，同时也可以缓解农作物资源对环境污染的问 是仅次于煤炭、石油和天然气的第4位能源旧J。控制 题，因而成为世界各国竞相开展的研究课题。 污染，使用清洁燃料已成为今后一段时间内我国车用 从理论上分析，干燥玉米秸秆含纤维素40％，半 燃料的研究与应用的发展方向。开发生物柴油对调 纤维素25％，木质素17％，其高热值为17．8kJ／kg。 整油品产业结构，提高柴汽比，促进农业产业结构的 由于产油微生物能同时利用六碳糖(葡萄糖)和五碳 调整与农产品的加工转型，加强国防安全，保护环境 糖(木糖和阿拉伯糖)，每吨玉米秸秆理论上将产出生 等都具有重要意义。文中就生物柴油开发中相关微 物柴油233k(按硬脂酸乙酯计)和甘油22．8kg旧J， 生物技术的研究现状和前景作简要的阐述和归纳。 生物质能量利用率约为55％。微生物油脂资源是无 限再生的资源，发酵周期短，不受场地、季节、气候变 1 微生物油脂发酵技术 化等的影响，基本不占用额外耕地资源，易于工业化 许多微生物，如酵母、霉菌和藻类等在一定条件 生产。中国科学院理化技术研究所杨正宇研究员领 下，能将碳水化合物转化为油脂并贮存在菌体内，称 衔的课题组，在用秸秆直接转化汽柴油联