第五章 微藻生物能源.ppt

第五章 微藻生物能源 1. 背景介绍 2. 产业化关键技术 3. 微藻生物炼制 4. 我们的工作 什么是微藻？ 微藻在地球演化中扮演着重要角色 为什么是微藻？ 微藻通过光合作用固定CO2的效率比陆生植物更高 1、反应物浓度更高 2、产物浓度更低 微藻通过光合作用固定CO2的效率比陆生植物更高 3、光照几率更多 微藻通过光合作用固定CO2的效率比陆生植物更高 微藻通过光合作用固定CO2的效率比陆生植物更高 微藻具有独特的CO2浓缩机制 海洋是地球固定CO2的主要场所 微藻是理想的燃料 微藻是理想的高蛋白饲料 微藻低碳生物经济—微藻生物能源 微藻低碳生物经济—微藻生物能源 微藻与火电厂等重污染工业联产低碳生物经济 埃克森美孚启动微藻生物燃料 第五章 微藻生物能源 1. 背景介绍 2. 产业化关键技术 3. 微藻生物炼制 4.我们的工作 什么反应器适合微藻培养 微藻油的提取是降低成本的关键 第五章 微藻生物能源 1. 背景介绍 2. 产业化关键技术 3. 微藻生物炼制 4. 我们的工作 微藻固定CO2成本高 第五章 微藻生物能源 1. 背景介绍 2. 产业化关键技术 3. 微藻生物炼制 4. 我们的工作 计算机辅助高产藻种筛选 优良藻种的筛选与培养 微藻保藏方法的建立 3、微藻培养条件的优化 化学条件优化 3、微藻培养条件的优化 物理条件优化 4、通气速率对微藻生长和油脂积累的影响 我们的梦想 绿色“大庆”的低碳生物经济构想 构建微藻生物经济产业链 2. 建立面向微藻生物柴油生产藻种综合品质评价方法（整合了17种指标） 藻种品质评价指标非常复杂 “借助数学的眼睛认识微藻” 模糊综合评价方法 三株微藻的微藻模糊综合评价结果表 在美国的能源部2010年提出的 “Algae-to-Biofuel Production Pathways”基础上，制定了产生物柴油微藻藻种评价指标并根据微藻生物柴油开发的各个环节的要求，将评价指标分为三组：产生物柴油微藻的生理、生化指标；产生物柴油微藻的培养工艺指标；产生物柴油微藻的后处理指标。 CO2和KNO3的三维空间响应曲面图 CO2和KNO3的二维等高线图 优化前藻光密度（生物量）为0.238，优化后藻光密度（生物量）为2.139，生物量提高近10倍。 温度和光照的三维空间响应曲面图 温度和光照的二维等高线图 优化前培养周期25天，优化后培养周期缩短为10天，培养周期缩短60%。 废水资源化利用 COD降80%以上 生物量增加近20倍 培养前 培养后 培养后 Effects of different ventilation rates on Chlorella vulgar biomass Effects of different ventilation rates on Chlorella vulgar lipid content 外置光源鼓泡式式光生物反应器 气升内导管式光生物反应 内置光源鼓泡式光生物反应 增加光合作用效率的方法： 截短光合系统的天线叶绿素等可以使光合效率提高3倍 适合的培养环境（例如管式反应器中氧胁迫的解除） 增加混合、合理的光暗循环（气体流速、气体分布器的结构与布置调整） 反应器的结构改造、反应器的放置角度调整 新型微藻生态光源 光生物反应器实现 5、新型高效光合反应器的设计开发 气体分布器的改良和通气条件的优化 对于微藻规模化制备，从藻液中采收微藻一直是个瓶颈 本课题组，对金属盐、高分子聚合物、电场和超声絮凝进行了系统的研究 金属盐采收效果图 聚丙烯酰胺、壳聚糖 6、藻体收集技术 10.96±2.17 BC 45±7 BC 1 2 3 3 9 10.67±1.12 BC 43±4 BC 3 1 2 3 8 19.66±0.17 A 80±0 A 2 3 1 3（600） 7 8.19±1.12 C 35±7 C 2 1 3 2 6 16.51±1.31 AB 68±4 AB 1 3 2 2 5 11.65±0.54 BC 48±4 BC 3 2 1 2（400） 4 16.22±1.62 AB 65±7 AB 3（70） 3（30） 3（15） 1 3 12.87±0.84 ABC 53±4 BC 2（50） 2（20） 2（10） 1 2 9.12±0.97 C 38±4 C 1（30） 1（10） 1（5） 1（200） 1 油脂含量 （％） 细胞 破碎率 (%) 温度(℃) 超声时间(min) 间隔 时间 (s) 超声功率(W) 试验号 1、液氮破碎效果最好，细胞破碎率达100%；破碎时间短，操作简单，是可以工业化的一种方法。 2、酶破碎效果较好，细胞破碎率达90%以上；操作简单，是一种潜在工业化方法。 7、不同细胞破碎