微藻在不同波长光谱下生长规律及水热液化制备生物质油的优化工艺研究
发布时间：2021-04-20 03:46
随着人类社会的发展,能源过度消耗,原油价格不断上涨,传统化石能源日益枯竭以及能源消耗过程中造成的环境污染,使得能源危机和环境污染问题日益严重,促使世界各国政府都在寻找可代替传统化石能源的新型可再生、清洁能源。微藻凭借其光合作用效率高、生长速率快、环境适应能力强、生物产量高以及脂肪产率大等优点,作为可再生清洁生物质能源的开发和应用已受到广泛关注,被认为是解决未来能源危机最具潜力的生物能源,具有环境友好性和可持续发展性。目前,实现微藻生物质能源产业化需要亟待解决的关键问题是如何降低生产成本、提高微藻产量和微藻油转化的生产效率,进而促进微藻生物质能源产业的可持续健康发展。本文选用小球藻、球等鞭金藻和螺旋藻3种典型微藻为研究对象,利用LED光源可以提供不同波长光谱的特点,讨论了不同波长光谱组合光源（100%红光、90%红光+10%蓝光、70%红光+30%蓝光以及50%红光+50%蓝光）培养条件对3种微藻生长和脂肪含量积累的影响。利用可见/近红外光谱和高光谱成像技术对微藻生长过程中的生物量、脂肪、蛋白质和叶绿素含量等生长生命信息进行信息采集和分析,对微藻生长过程进行监测,分析3种微藻体内脂肪动态...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：184 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
附件
致谢
摘要
Abstract
目录
插图清单
表格清单
主要英文缩略表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 微藻简介
1.3 微藻的养殖及热液化转化
1.3.1 微藻培养方式
1.3.2 光对微藻生长的影响
1.3.3 不同波长光谱光源培养
1.3.4 微藻热化学液化转化
1.4 微藻生物能源国内外研究现状
1.4.1 光谱影响微藻培养的研究现状
1.4.2 水热液化微藻制备生物燃料研究进展
1.4.3 微藻培养和转化存在的问题
1.5 研究目标和内容
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容
第二章 试验设计与方法
2.1 主要仪器
2.1.1 高温高压反应釜
2.1.2 高光谱成像系统
2.1.3 便携式可见/近红外光谱仪
2.1.4 FT/IR-4100傅立叶红外光谱仪
2.1.5 奥林巴斯CX31三目生物显微镜
2.1.6 气相色谱-质谱联用仪
2.1.7 旋转蒸发仪
2.1.8 元素分析仪
2.2 LED光谱组合光源设计及微藻培养
2.2.1 LED光谱组合光源设计
2.2.2 微藻培养
2.3 热化学液化实验设计
2.3.1 响应曲面试验优化理论
2.3.2 试验设计
2.3.3 试验因素及水平
2.3.4 试验方法
2.4 品质检测与评价方法
2.4.1 不同波长光谱组合光源微藻培养
2.4.2 热化学液化生物质油品质分析
2.5 数据处理
2.5.1 一般数据统计分析
2.5.2 化学计量学方法
2.5.3 数据处理软件
2.6 本章小结
第三章 不同波长光谱对小球藻生长规律的影响
3.1 引言
3.2 显微镜图像
3.3 生长曲线绘制
3.4 小球藻理化值分析
3.5 小球藻生长过程中光谱特性分析
3.5.1 可见/近红外光谱
3.5.2 高光谱图像
3.5.3 小球藻粉的FT-IR分析
3.6 小球藻体内脂肪成分的GC-MS分析
3.7 本章小结
第四章 不同波长光谱对球等鞭金藻生长规律的影响
4.1 引言
4.2 显微镜图像
4.3 生长曲线绘制
4.4 球等鞭金藻的理化值分析
4.5 球等鞭金藻生长过程中光谱特性分析
4.5.1 可见/近红外光谱
4.5.2 高光谱图像
4.5.3 球等鞭金藻粉的FT-IR分析
4.6 球等鞭金藻体内脂肪成分的GC-MS分析
4.7 本章小结
第五章 不同波长光谱对螺旋藻生长规律的影响
5.1 引言
5.2 显微镜图像
5.3 螺旋藻生长曲线绘制
5.4 螺旋藻的理化值分析
5.5 螺旋藻生长过程中光谱特性分析
5.5.1 可见/近红外光谱
5.5.2 高光谱图像
5.5.3 螺旋藻粉的FT-IR分析
5.6 螺旋藻体内脂肪成分的GC-MS分析
5.7 本章小结
第六章 螺旋藻水热液化工艺优化结果与讨论
6.1 引言
6.2 螺旋藻粉水热液化单因素试验
6.2.1 液料比对生物质油产率的影响
6.2.2 温度对生物质油产率的影响
6.2.3 保持时间对生物质油产率的影响
6.2.4 单因素试验结果分析
6.3 产量分析
6.4 显著性分析
6.5 响应曲面分析
6.6 元素及热值分析
6.7 FT-IR分析
6.8 GC-MS分析
6.9 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
作者简历
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]亚/超临界乙醇-水体系中杜氏盐藻直接液化制备生物油[J]. 张培铃,陈宇,吴玉龙,杨明德,李春,陈镇,徐晓庆. 石油学报(石油加工). 2012(05)
[2]光密度法测定蛋白核小球藻生物量[J]. 王英娟,贺敬,李壮,罗海羽. 西北大学学报(自然科学版). 2012(01)
[3]微藻生物柴油的发展现状及趋势[J]. 游金坤,余旭亚,崔佳丽. 中国油脂. 2011(03)
[4]富油能源微藻的筛选及产油性能评价[J]. 李涛,李爱芬,桑敏,吴洪,尹顺吉,张成武. 中国生物工程杂志. 2011(04)
[5]中国微藻生物柴油产业的发展机遇和挑战[J]. 刘小澄,刘永平. 现代化工. 2011(02)
[6]球等鞭金藻（Isochrysis galbana parke）的培养研究进展及应用前景[J]. 吴电云,邹宁,常林,丛山. 科技信息. 2010(33)
[7]杜氏盐藻在亚/超临界水中液化制生物油[J]. 秦岭,吴玉龙,邹树平,陈镇,杨明德,陈恒志. 太阳能学报. 2010(09)
[8]微藻能源产业化关键技术的研究进展[J]. 李道义,李树君,刘天舒,赵凤敏,杨军太,李栋. 农业机械学报. 2010(S1)
[9]光质对湛江等鞭金藻生长和脂肪酸组成的影响[J]. 柴雨,吴垠,赵慧慧,于丹. 植物生理学通讯. 2009(06)
[10]藻类生物燃料研究开发进展[J]. 李雪静,张璐瑶,乔明,李文琦. 中外能源. 2009(04)
博士论文
[1]响应曲面方法中试验设计与模型估计的比较研究[D]. 方俊涛.天津大学 2011
[2]基于满意度函数的多响应曲面稳健优化[D]. 朱鹏飞.天津大学 2011
[3]农作物秸秆水热液化过程及机理的研究[D]. 彭文才.华东理工大学 2011
[4]微藻综合品质信息快速无损获取技术和方法研究[D]. 吴迪.浙江大学 2011
[5]美国的国际能源战略研究[D]. 潜旭明.复旦大学 2010
[6]基于响应曲面法的多响应稳健性参数优化方法研究[D]. 王晶.天津大学 2009
[7]环境因子对球等鞭金藻生长的影响[D]. 孙颖颖.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]莱茵衣藻高产油脂藻株的诱变筛选及其油脂代谢关键酶基因的转录分析[D]. 张晓舟.中国海洋大学 2013
[2]基于红外光谱的螺旋藻品质分析及辐照特性研究[D]. 刘海静.中国农业科学院 2013
[3]含油微藻加压催化液化制备生物燃油基础研究[D]. 田义斌.中国海洋大学 2012
[4]基于响应曲面模型拟合优度的多响应优化方法[D]. 王丹.天津大学 2012
[5]螺旋藻中脂肪酸GC-MS检测方法研究[D]. 郑广奇.天津科技大学 2011
[6]竹废料微波裂解及其产物性质的研究[D]. 罗爱香.南昌大学 2007
[7]微藻热化学液化的实验研究[D]. 邹树平.石河子大学 2007
[8]环境因子对球等鞭金藻生长和脂肪酸合成的影响[D]. 蒋冰飞.大连理工大学 2006
本文编号：3148915
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：184 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
附件
致谢
摘要
Abstract
目录
插图清单
表格清单
主要英文缩略表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 微藻简介
1.3 微藻的养殖及热液化转化
1.3.1 微藻培养方式
1.3.2 光对微藻生长的影响
1.3.3 不同波长光谱光源培养
1.3.4 微藻热化学液化转化
1.4 微藻生物能源国内外研究现状
1.4.1 光谱影响微藻培养的研究现状
1.4.2 水热液化微藻制备生物燃料研究进展
1.4.3 微藻培养和转化存在的问题
1.5 研究目标和内容
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容
第二章 试验设计与方法
2.1 主要仪器
2.1.1 高温高压反应釜
2.1.2 高光谱成像系统
2.1.3 便携式可见/近红外光谱仪
2.1.4 FT/IR-4100傅立叶红外光谱仪
2.1.5 奥林巴斯CX31三目生物显微镜
2.1.6 气相色谱-质谱联用仪
2.1.7 旋转蒸发仪
2.1.8 元素分析仪
2.2 LED光谱组合光源设计及微藻培养
2.2.1 LED光谱组合光源设计
2.2.2 微藻培养
2.3 热化学液化实验设计
2.3.1 响应曲面试验优化理论
2.3.2 试验设计
2.3.3 试验因素及水平
2.3.4 试验方法
2.4 品质检测与评价方法
2.4.1 不同波长光谱组合光源微藻培养
2.4.2 热化学液化生物质油品质分析
2.5 数据处理
2.5.1 一般数据统计分析
2.5.2 化学计量学方法
2.5.3 数据处理软件
2.6 本章小结
第三章 不同波长光谱对小球藻生长规律的影响
3.1 引言
3.2 显微镜图像
3.3 生长曲线绘制
3.4 小球藻理化值分析
3.5 小球藻生长过程中光谱特性分析
3.5.1 可见/近红外光谱
3.5.2 高光谱图像
3.5.3 小球藻粉的FT-IR分析
3.6 小球藻体内脂肪成分的GC-MS分析
3.7 本章小结
第四章 不同波长光谱对球等鞭金藻生长规律的影响
4.1 引言
4.2 显微镜图像
4.3 生长曲线绘制
4.4 球等鞭金藻的理化值分析
4.5 球等鞭金藻生长过程中光谱特性分析
4.5.1 可见/近红外光谱
4.5.2 高光谱图像
4.5.3 球等鞭金藻粉的FT-IR分析
4.6 球等鞭金藻体内脂肪成分的GC-MS分析
4.7 本章小结
第五章 不同波长光谱对螺旋藻生长规律的影响
5.1 引言
5.2 显微镜图像
5.3 螺旋藻生长曲线绘制
5.4 螺旋藻的理化值分析
5.5 螺旋藻生长过程中光谱特性分析
5.5.1 可见/近红外光谱
5.5.2 高光谱图像
5.5.3 螺旋藻粉的FT-IR分析
5.6 螺旋藻体内脂肪成分的GC-MS分析
5.7 本章小结
第六章 螺旋藻水热液化工艺优化结果与讨论
6.1 引言
6.2 螺旋藻粉水热液化单因素试验
6.2.1 液料比对生物质油产率的影响
6.2.2 温度对生物质油产率的影响
6.2.3 保持时间对生物质油产率的影响
6.2.4 单因素试验结果分析
6.3 产量分析
6.4 显著性分析
6.5 响应曲面分析
6.6 元素及热值分析
6.7 FT-IR分析
6.8 GC-MS分析
6.9 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
作者简历
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]亚/超临界乙醇-水体系中杜氏盐藻直接液化制备生物油[J]. 张培铃,陈宇,吴玉龙,杨明德,李春,陈镇,徐晓庆. 石油学报(石油加工). 2012(05)
[2]光密度法测定蛋白核小球藻生物量[J]. 王英娟,贺敬,李壮,罗海羽. 西北大学学报(自然科学版). 2012(01)
[3]微藻生物柴油的发展现状及趋势[J]. 游金坤,余旭亚,崔佳丽. 中国油脂. 2011(03)
[4]富油能源微藻的筛选及产油性能评价[J]. 李涛,李爱芬,桑敏,吴洪,尹顺吉,张成武. 中国生物工程杂志. 2011(04)
[5]中国微藻生物柴油产业的发展机遇和挑战[J]. 刘小澄,刘永平. 现代化工. 2011(02)
[6]球等鞭金藻（Isochrysis galbana parke）的培养研究进展及应用前景[J]. 吴电云,邹宁,常林,丛山. 科技信息. 2010(33)
[7]杜氏盐藻在亚/超临界水中液化制生物油[J]. 秦岭,吴玉龙,邹树平,陈镇,杨明德,陈恒志. 太阳能学报. 2010(09)
[8]微藻能源产业化关键技术的研究进展[J]. 李道义,李树君,刘天舒,赵凤敏,杨军太,李栋. 农业机械学报. 2010(S1)
[9]光质对湛江等鞭金藻生长和脂肪酸组成的影响[J]. 柴雨,吴垠,赵慧慧,于丹. 植物生理学通讯. 2009(06)
[10]藻类生物燃料研究开发进展[J]. 李雪静,张璐瑶,乔明,李文琦. 中外能源. 2009(04)
博士论文
[1]响应曲面方法中试验设计与模型估计的比较研究[D]. 方俊涛.天津大学 2011
[2]基于满意度函数的多响应曲面稳健优化[D]. 朱鹏飞.天津大学 2011
[3]农作物秸秆水热液化过程及机理的研究[D]. 彭文才.华东理工大学 2011
[4]微藻综合品质信息快速无损获取技术和方法研究[D]. 吴迪.浙江大学 2011
[5]美国的国际能源战略研究[D]. 潜旭明.复旦大学 2010
[6]基于响应曲面法的多响应稳健性参数优化方法研究[D]. 王晶.天津大学 2009
[7]环境因子对球等鞭金藻生长的影响[D]. 孙颖颖.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]莱茵衣藻高产油脂藻株的诱变筛选及其油脂代谢关键酶基因的转录分析[D]. 张晓舟.中国海洋大学 2013
[2]基于红外光谱的螺旋藻品质分析及辐照特性研究[D]. 刘海静.中国农业科学院 2013
[3]含油微藻加压催化液化制备生物燃油基础研究[D]. 田义斌.中国海洋大学 2012
[4]基于响应曲面模型拟合优度的多响应优化方法[D]. 王丹.天津大学 2012
[5]螺旋藻中脂肪酸GC-MS检测方法研究[D]. 郑广奇.天津科技大学 2011
[6]竹废料微波裂解及其产物性质的研究[D]. 罗爱香.南昌大学 2007
[7]微藻热化学液化的实验研究[D]. 邹树平.石河子大学 2007
[8]环境因子对球等鞭金藻生长和脂肪酸合成的影响[D]. 蒋冰飞.大连理工大学 2006
本文编号：3148915
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