适于规模化生产的富油微拟球藻藻株筛选研究

发布时间：2017-08-26 07:25

  本文关键词：适于规模化生产的富油微拟球藻藻株筛选研究

  更多相关文章： 微拟球藻 油脂产率 甘油三酯 脂肪酸组成 中试规模 大规模 烟气

【摘要】：能源是人类社会发展的基础和动力,自工业革命开始,随着生产力的爆炸式增长,能源就开始深刻地影响着国家的发展和人民的生活。但由于人们对各种石化能源的过度依赖,传统的石化能源包括石油、天然气、煤炭等已经面临着枯竭的危险,寻求一种新的可再生能源取代传统的石化燃料十分急迫,近年来,利用微藻制备生物柴油已成为全世界研究的焦点。但是,由于多方面原因,微藻制备生物柴油至今仍未能实现工业化生产,其制约因素之一是缺乏优良的种质资源。微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)生长速度快、油脂含量高、抗逆性强,是极具开发潜力的优良藻种。本文以六株经化学诱变的微拟球藻(3·5,4-38,3-25,3-26,KA2,75B1)为研究对象,分别在实验室、中试、以及大规模培养条件下对它们进行了产油性能评价,主要结果如下：第一部分：实验室条件下,对六株微拟球藻进行了最适通气量以及培养基最适氮磷比的优化研究,测定了它们的比生长速率、总脂含量、中性脂和脂肪酸组成,结果表明六株微拟球藻的比生长速率均在0.2d-1以上,没有显著性差异,它们的总脂含量均达干重的30%以上,脂肪酸组成中含有较大比重的饱和与单不饱和脂肪酸,特别是藻株4-38和75B1,它们的中性脂含量显著高于其他藻株,具有良好的生产生物柴油的潜质。第二部分：中试规模条件下,藻株3-25和75B1的总脂含量分别达干重的33.49%和29.36%；其油脂产率分别为10.04 mgL-1d-1和8.07mgL-1d-1;且它们的脂肪酸组成中C16和C18饱和与单不饱和脂肪酸分别占到了总脂肪酸含量的72.71%和68.05%。尽管藻株4-38的总脂含量和油脂产率较低,但其中性脂的含量显著高于其他五株藻,C16和C18饱和与单不饱和脂肪酸则高达总脂肪酸含量的76.32%,具有良好的大规模生产生物柴油的潜质。第三部分：跑道池规模下,对六株微拟球藻进行了烟气适应性及其产油能力的评价。六株微拟球藻中,只有三株(4-38,KA2和75B1)适应了恶劣的电厂烟气,规模化培养成功,其它三株则被淘汰。由于培养过程中较低的培养温度和光照强度,这些藻株的油脂产率和生物量与最适条件相比均有所下降。三株培养成功的微拟球藻中,藻株4-38的中性脂(甘油三酯)含量明显高于其他2株,其脂肪酸组成更适合作为生产生物柴油的原料,是三株藻中最适宜作为生产生物柴油的藻株,但在后期培养过程中还需进一步优化培养条件。综上所述,本实验成功验证了利用微拟球藻生产微藻生物柴油的可行性,并且筛选到了能够利用电厂烟气作为碳源稳定生长的三个藻株,此种培养模式不仅能够有效的减少电厂烟气的排放还能最大限度的降低微藻规模化培养的成本,在高产油微藻的规模化培养中具有很大的可行性,在以后的生产中值得进行推广和尝试。
【关键词】：微拟球藻 油脂产率 甘油三酯 脂肪酸组成 中试规模 大规模 烟气
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q949.2
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 文章综述12-20
• 1 目前世界主要能源结构12
• 2. 生物柴油12-15
• 2.1 生物柴油的发展13
• 2.2 微藻生物柴油简介13-15
• 3 微藻生物柴油的生产现状15-16
• 4 可用于生产生物柴油的微藻16-17
• 5 几种微藻常用的培养方式17-19
• 5.1 批次培养17-18
• 5.2 流加培养18
• 5.3 半连续培养18-19
• 5.4 连续培养19
• 6 本文研究目的和意义19-20
• 第二章 实验室条件下藻株的培养和评价20-31
• 1 仪器、试剂与培养体系20-22
• 2 材料与方法22-26
• 2.1 藻种来源及其培养22-23
• 2.2 微拟球藻的柱状反应器培养23-24
• 2.2.1 微拟球藻的最适合通气量研究23
• 2.2.2 微拟球藻工业培养基最适N/P的优化23-24
• 2.3 实验方法24-26
• 2.3.1 密度、比生长速率的测定24
• 2.3.2 总脂和油脂产率的测定24-25
• 2.3.4 薄层层析分析25
• 2.3.5 脂肪酸组成分析25-26
• 2.4 数据分析26
• 3 结果与讨论26-30
• 3.1 不同通气量对微拟球藻生长的影响26-27
• 3.2 工业培养基的最适N/P比27-28
• 3.3 微拟球藻实验室培养条件下的总脂含量28
• 3.4 六株微拟球藻实验室培养条件下的中性脂含量28-29
• 3.5 微拟球藻实验室培养条件下的脂肪酸组成分析29-30
• 4 小结30-31
• 第三章 微拟球藻中试培养及藻株进一步筛选31-42
• 1 仪器、试剂与培养体系31-33
• 2 材料与方法33-35
• 2.1 藻种来源和培养33-34
• 2.2 实验方法34-35
• 2.2.1 生物量测定34
• 2.2.2 微拟球藻生长曲线的绘制和比生长速率的测定34-35
• 2.2.3 总脂含量测定35
• 2.2.4 薄层层析分析35
• 2.2.5 藻粉脂肪酸组成分析35
• 2.2.6 数据分析35
• 3 结果与讨论35-40
• 3.1 密度、比生长速率和生物量35-37
• 3.1.1 中试培养中的密度和生物量35-36
• 3.1.2 比生长速率36-37
• 3.2 总脂和油脂产率37-38
• 3.3 薄层层析分析38-39
• 3.4 微拟球藻脂肪酸分析39-40
• 4 小结40-42
• 第四章 微拟球藻烟气大规模培养初步研究42-58
• 1 试剂、仪器和培养体系43-46
• 2. 藻液的培养46-50
• 2.1 材料和方法46-47
• 2.1.1 微拟球藻的板式反应器培养46-47
• 2.1.2 微拟球藻的跑道池培养47
• 2.2 实验方法47-49
• 2.2.1 藻液生物量密度的测定47
• 2.2.2 烟气成分的测定47
• 2.2.3 藻液收集和干燥47-48
• 2.2.4 生物量的测定48
• 2.2.5 总脂含量的测定48
• 2.2.6 甘油三脂的测定48
• 2.2.7 脂肪酸组成分析48-49
• 2.3 数据分析49-50
• 3 结果与讨论50-57
• 3.1 藻株的生长和生物量50-51
• 3.2 烟气的组成成分51-54
• 3.3 大规模培养的总脂和油脂产率54-55
• 3.4 中性脂含量分析55
• 3.5 脂肪酸组成分析55-57
• 4. 小结57-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 参考文献60-68
• 致谢68-70
• 个人简历70
• 发表的学术论文70

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本文编号：740445