水蚤摄食消化破壁辅助低毒溶剂提取微藻油脂工艺研究
发布时间：2023-04-29 00:02
在当代人类面临着能源危机与环境污染的双重危机与挑战。基于城市污水培养微藻生产生物柴油,可以在实现在微藻深度处理污水的同时,以污水为资源制备微藻生物柴油。微藻油脂提取是整个产业链中耗能最多的一环,其中细胞破壁过程是微藻提油技术的攻关难点。本课题创新性地将水蚤摄食消化微藻这一现象应用到微藻破壁过程中,其目的是获得一种高效且低能耗的微藻破壁技术,并与低毒有机溶剂萃取相结合建立一套完整的具有应用前景的湿法提脂工艺。本课题首先对水蚤摄食消化蛋白核小球藻9-2的影响因素进行研究,在此基础上对水蚤破壁辅助微藻油脂提取进行了单因子优化,并对其机理进行了初步探讨。然后以单因子实验与响应曲面法对低毒双有机溶剂进行筛选。最后,对整个湿法提脂工艺进行效果评估。通过单因子实验得到水蚤摄食消化破壁辅助微藻提油的最佳条件为:温度为25℃,光强为0 lux,微藻干重为3.00 g/L,水蚤投加量为40只/mL,处理时间为72 h。在此条件下,油脂相对提取率可以达到111.36%,对应的微藻细胞破壁率为87.74%。水蚤平均摄食率为3.69×104 cells/(ind·h)。根据扫描电镜结果发现...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 能源危机与环境污染
1.1.2 微藻生物柴油简介
1.1.3 微藻生物柴油技术生产链现状
1.2 微藻生物柴油提取技术的研究现状
1.2.1 细胞破壁预处理方法研究现状
1.2.2 油脂提取方法研究现状
1.2.3 水蚤摄食小球藻破壁方法研究现状
1.3 课题研究目的和意义
1.4 课题研究的技术路线及研究内容
1.4.1 技术路线
1.4.2 主要研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验装置
2.1.1 室内微藻培养装置
2.1.2 户外微藻培养装置
2.1.3 微藻收获装置
2.1.4 水蚤培养装置
2.2 实验材料
2.2.1 藻种来源
2.2.2 水蚤种来源
2.2.3 实验用水及培养基
2.2.4 实验仪器与设备
2.3 实验方法
2.3.1 微藻的保存及扩大培养
2.3.2 水蚤种的保存及培养
2.3.3 实验分析项目及方法
第3章 水蚤摄食破壁影响因素研究
3.1 微藻与水蚤特性实验
3.1.1 微藻生长规律
3.1.2 微藻油脂积累情况及脂肪酸组成结构分析
3.1.3 水蚤繁殖率情况
3.1.4 水蚤摄食率情况
3.1.5 水蚤油脂积累情况及脂肪酸组成结构分析
3.2 水蚤摄食消化微藻破壁的影响因素研究
3.2.1 藻液浓度对小球藻破壁率的影响
3.2.2 藻液浓度对水蚤摄食率的影响
3.2.3 水蚤投加量对小球藻破壁率的影响
3.2.4 水蚤投加量对水蚤摄食率的影响
3.3 本章小结
第4章 水蚤摄食破壁条件优化与机理探讨
4.1 水蚤摄食消化破壁辅助提油条件优化
4.1.1 温度对油脂提取效果的影响
4.1.2 光照强度对油脂提取效果的影响
4.1.3 藻液浓度对油脂提取效果的影响
4.1.4 水蚤投加量对油脂提取效果的影响
4.1.5 处理时间对油脂提取效果的影响
4.2 水蚤摄食消化破壁辅助提油机理分析
4.2.1 处理前后微观结构分析
4.2.2 处理前后官能团结构分析
4.2.3 处理前后提取液成分分析
4.2.4 脂肪酸沿食物链传递情况分析
4.3 本章小结
第5章 低毒溶剂优化及组合工艺效果评估
5.1 低毒双有机溶剂系统油脂提取单因子实验
5.1.1 溶剂种类对低毒双有机溶剂提油的影响
5.1.2 溶剂配比对低毒双有机溶剂提油的影响
5.1.3 液料比对低毒双有机溶剂提油的影响
5.1.4 提取时间对低毒双有机溶剂提油的影响
5.2 低毒双有机溶剂系统油脂提取多因子实验
5.2.1 响应曲面实验方案设计
5.2.2 响应曲面实验结果分析
5.2.3 响应曲面验证实验
5.3 组合工艺效果评估
5.3.1 组合工艺油脂提取对比实验
5.3.2 组合工艺脂肪酸组成分析
5.3.3 技术经济可行性分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3804752
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 能源危机与环境污染
1.1.2 微藻生物柴油简介
1.1.3 微藻生物柴油技术生产链现状
1.2 微藻生物柴油提取技术的研究现状
1.2.1 细胞破壁预处理方法研究现状
1.2.2 油脂提取方法研究现状
1.2.3 水蚤摄食小球藻破壁方法研究现状
1.3 课题研究目的和意义
1.4 课题研究的技术路线及研究内容
1.4.1 技术路线
1.4.2 主要研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验装置
2.1.1 室内微藻培养装置
2.1.2 户外微藻培养装置
2.1.3 微藻收获装置
2.1.4 水蚤培养装置
2.2 实验材料
2.2.1 藻种来源
2.2.2 水蚤种来源
2.2.3 实验用水及培养基
2.2.4 实验仪器与设备
2.3 实验方法
2.3.1 微藻的保存及扩大培养
2.3.2 水蚤种的保存及培养
2.3.3 实验分析项目及方法
第3章 水蚤摄食破壁影响因素研究
3.1 微藻与水蚤特性实验
3.1.1 微藻生长规律
3.1.2 微藻油脂积累情况及脂肪酸组成结构分析
3.1.3 水蚤繁殖率情况
3.1.4 水蚤摄食率情况
3.1.5 水蚤油脂积累情况及脂肪酸组成结构分析
3.2 水蚤摄食消化微藻破壁的影响因素研究
3.2.1 藻液浓度对小球藻破壁率的影响
3.2.2 藻液浓度对水蚤摄食率的影响
3.2.3 水蚤投加量对小球藻破壁率的影响
3.2.4 水蚤投加量对水蚤摄食率的影响
3.3 本章小结
第4章 水蚤摄食破壁条件优化与机理探讨
4.1 水蚤摄食消化破壁辅助提油条件优化
4.1.1 温度对油脂提取效果的影响
4.1.2 光照强度对油脂提取效果的影响
4.1.3 藻液浓度对油脂提取效果的影响
4.1.4 水蚤投加量对油脂提取效果的影响
4.1.5 处理时间对油脂提取效果的影响
4.2 水蚤摄食消化破壁辅助提油机理分析
4.2.1 处理前后微观结构分析
4.2.2 处理前后官能团结构分析
4.2.3 处理前后提取液成分分析
4.2.4 脂肪酸沿食物链传递情况分析
4.3 本章小结
第5章 低毒溶剂优化及组合工艺效果评估
5.1 低毒双有机溶剂系统油脂提取单因子实验
5.1.1 溶剂种类对低毒双有机溶剂提油的影响
5.1.2 溶剂配比对低毒双有机溶剂提油的影响
5.1.3 液料比对低毒双有机溶剂提油的影响
5.1.4 提取时间对低毒双有机溶剂提油的影响
5.2 低毒双有机溶剂系统油脂提取多因子实验
5.2.1 响应曲面实验方案设计
5.2.2 响应曲面实验结果分析
5.2.3 响应曲面验证实验
5.3 组合工艺效果评估
5.3.1 组合工艺油脂提取对比实验
5.3.2 组合工艺脂肪酸组成分析
5.3.3 技术经济可行性分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3804752
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