金藻养殖与金藻油脂制取生物柴油研究

摘要

本研究旨在开发利用一种富含油脂的金藻lsochrysis sp.CCMM5001来制备生物柴油，并从金藻Isochrysis sp.CCMM5001藻种纯化及培养条件优化、金藻油脂提取条件研究、金藻油脂制备生物柴油工艺研究等四个方面进行研究，从而建立一种最适合该富油金藻生长的培养条件，以及一套比较系统的微藻生物柴油制取工艺。通过实验，主要研究结果表明:
　　 通过挑单细胞法挑取单个细胞置于试管中进行培养，经过40天培养，金藻CCMM5001细胞达到稳定期，得到了色泽橙黄的藻液。金藻CCMM5001经平板划线培养，在藻种接种后一周，固体培养基内藻细胞开始生长，20天以后，得到单藻苔，金藻液和藻苔中的金藻细胞在显微镜下观察(10×40)，形态一致，无杂藻，为单一藻种。
　　 采用f/2培养基，微藻海水基础培养基(SBM)，普鲁瓦索里(provasoli)培养基分别对金藻Isochrysis sp.CCMM5001进行培养。通过光密度法和称量细胞湿重的方法，对金藻Isochrysis sp.CCMM5001的生长进行观测。结果表明:f/2培养基最适合金藻Isochrysissp.CCMM5001的生长。
　　 通过单因子实验法，对光照强度，温度和接种密度对金藻生长的影响进行观测。采用光密度法，测得的生长曲线表明:金藻Isochrysis sp.CCMM5001最适光照强度为5450lux、最适温度为24℃、最佳接种密度处藻液OD630为0.3。
　　 通过计算粗脂得率的方法，对提取溶剂，提取时间以及不同提取溶剂提取油脂对生物柴油品质的影响进行了实验。结果表明:石油醚（沸程30-60℃）提取效率较高，制得的生物柴油品质较好，为最佳浸提溶剂;8h为最优提取时间。
　　 利用从富油金藻Isochrysis sp.CCMM5001细胞中提取的油脂，在30℃、醇油物质的量比为50∶1以及浓硫酸催化条件下，经酯交换反应5h可制得生物柴油。
　　 对金藻油脂制备的生物柴油进行GC-MS分析，通过实验优化了生物柴油品质分析的GC-MS分析条件。结果表明:制取的生物柴油的分子结构基本上与理想的柴油替代品的分子结构相类似，并且以C16∶0、C16∶1、C18∶1、C18∶2为主，且C16总含量为0.29，C18总含量为0.67，跟传统柴油成分组成相当，该金藻油脂制备的生物柴油可以作为一种柴油替代品的理想物质。
　　 按照相关国家标准测定了该生物柴油产品的主要性能指标，结果表明:密度(40℃):0.84～0.93kg/m3、运动黏度(40℃):3.2～6.1 mm/s、酸值≤10mgKOH/g、闪点≥130℃、铜片腐蚀度为3级;以微藻油脂制备的生物柴油符合生物柴油国家标准GB/T20828.2007可作为燃料使用。

目录

摘要

引言

1 生物柴油概述

1．1 生物柴油的主要特性

1．2 生物柴油的研究进展

1．3 生物柴油的国内外应用现状

2．微藻概述

2．1 金藻简介

2．2 微藻用途

试验一 金藻Isochrysis sp．CCMM5001的培养条件优化

1 材料和方法

1．1 材料

1．2 方法

2 结果与分析

2．1 金藻Isochrysis sp．CCMM5001藻种纯化

2．2 金藻CCMM5001在不同培养液中的生长曲线

2．3 单因子实验结果

3 讨论

试验二 索氏提取方法优化

1 材料

1．1 试剂与仪器

2 方法

2．1 装置搭建

2．2 实验操作

2．3 提取溶剂对油脂提取效率的影响

2．4 浸提时间对油脂提取效率的影响

2．5 不同提取溶剂提取油脂对生物柴油品质的影响

3 结果

3．1 提取溶剂对油脂提取效率的影响

3．2 提取时间对油脂提取效率的影响

3．3 不同提取溶剂提取油脂对生物柴油品质的影响

4 讨论

试验三 金藻油脂成分分析及生物柴油制取工艺研究

1 材料和方法

1．1 材料

1．2 方法

2．结果

2．1 金藻藻粉脂肪酸成分分析

2．2 生物柴油GC-MS分析

2．3 生物柴油品质分析

3．讨论

参考文献

致谢

声明