如何從藻類提取生物柴油

『壹』 藻類吸收高濃度二氧化碳提煉生物柴油反應方程式

藻類吸收二氧化碳到提煉生物柴油不是一步得來的。

首先是吸收二氧化碳，也就是光合作用方程式，你應該知道；
其次是光合產物轉化為油脂（TAG），這個還沒有像化學反應那樣的方程式；
最後提煉，一般來說細胞內有100%，現代化工技術能提煉出來的也不會低於95%。

不過我想你需要的可能是一下的信息：
微藻生物質中約40~50%（乾重）為碳元素，這些碳元素直接來源於光合作用所固定的二氧化碳，每生產1噸微藻生物質，就可以固定1.5~1.8噸二氧化碳。而微藻生物質中的油脂成為可以達到乾重的20%~60%。

『貳』 利用藻類提取生物柴油是怎麼做到的

這個還只處在試驗階段，利用部分藻類含脂類高的特點，來提取、凈化、臨氫穩定等，短時間達不到期望值。說實話，是一個毫無前途的噱頭。因為在這個方向上，至少要20年才可以實現，但20年後轉基因工程的發展會不會出現超級脂類植物？？別忘記從藻類中製取受限於環境的

『叄』 用海洋藻類植物來生產烴類物質和生物柴油等生物燃料的技術基本原理是什麼

就好比花生、油菜等高等植物可以將油脂（TAG）積累在細胞中，把這些油脂榨取出來，經過酯交換反應生成脂肪酸甲酯，就得到了生物柴油，所不同的是，高等植物的油脂存儲在專門的器官中，而海洋藻類（一般提到的富油藻都是微藻）沒有器官的分化，一個個體就是一個或者若干個細胞，這個細胞就是積累油脂的地方。

各種養分+太陽光能 --- （藻類植物的光合作用以及後續油脂合成代謝途徑）--- 脂肪酸甘油酯 --- FAMES （生物柴油）

『肆』 請問世界上有成功運作的藻類生物柴油生產企業么

青青綠藻煉出滾滾「原油」——美國啟動「微型曼哈頓計劃」

據《科技日報》2007年2月15日報道：二次世界大戰期間，美國有個著名的、研製原子彈的「曼哈頓計劃」。如今，美國又出了個「微型曼哈頓計劃」，不過，它的宗旨不是研製原子彈，而是向藻類植物要油，以幫助美國擺脫嚴重依賴進口油的能源窘境。不僅如此，這一計劃更令人矚目的是，它重新燃起了美國新一輪的藻類生物「原油」研發熱潮。

藻類生物原油研究重受青睞

藻類是最低等、最古老的一類植物。雖說結構簡單，它卻能產出一種生物「原油」，這種生物「原油」相當於石油的原油，可用來提煉汽油、柴油、航空燃油，以及作為塑料製品和葯物的原料。同時，多數藻類植物還能製造出大量的碳水化合物等中間產品，這些產品經過發酵處理可以轉化為乙醇燃料。可以說，藻類植物與生物燃料「緣分」很多。

科學家們研究發現，從綠藻等藻類植物中提煉油還有很多優勢，不僅產油效率高，工藝簡便，而且整個產油過程非常清潔。首先，藻類植物對生長環境並不太挑剔，可以長在露天池塘里，也可以在農田的邊角地段，它不會像玉米那樣佔用農田。第二，藻類植物可通過現有煉油設備產油，這些原油可進一步提煉成各種油品。第三，據測算，每英畝藻類植物產油的數量，要比目前作為生物柴油主要來源的大豆的多得多。第四，藻類植物能捕獲電廠廢氣中的二氧化碳，有助於控制溫室氣體排放。美國聖地亞國家實驗室的生物燃料與生物能源技術專家安德魯•克瑞穆說：「藻類植物有產出大量石油的潛能。近期，我們可以利用藻類產出的生物原油替代一部分生物柴油，未來它們將可以替代更多的生物柴油。」

實際上，有關藻類作為一種生物燃料的研究已有多年。20年前，美國國家再生能源實驗室曾對此項目進行了近10年的研究，只不過當時的結論並不令人滿意。由於當時油價較低，藻類制油的成本沒有競爭力，項目也於1996年被迫停止。

不過，如今的能源環保形勢，包括居高不下的原油價格、新的技術進步，以及布希政府不斷強調可再生清潔燃料等，這些重新激起了人們開發藻類生物燃料的興趣，特別是高油價使得藻類制油的成本具有競爭力；新的基因和蛋白質技術能使人們更深入地了解藻類植物產油的機理，讓它們產出更多的「原油」。另外，藻類植物又能有效地對付二氧化碳溫室氣體。

目前，在美國一些藻類生物燃料開發公司正在展示他們這方面的新技術，與此同時，一些大型的研究項目也開始啟動，它們的近期目標是要讓藻類生物燃料在2010年能替代上百萬加侖的化石燃料。

「微型曼哈頓計劃」引領潮流

「微型曼哈頓計劃」就是上述項目中一個代表。倡導這一計劃的「點燃燃料」公司，在公司網頁上寫到：作為美國國家實驗室和科學家的聯盟，他們此項計劃的任務是實現到2010年讓藻類產油的工業化，以及未來每天生產百萬桶生物原油的目標。為此，他們將以美國能源部聖地亞國家實驗室牽頭，組織十幾家實驗室以及上百位專家參與來完成這一宏偉工程。

理論上說，如果種植2000萬至4000萬英畝的藻類，它們產生的生物原油總量可以達到目前美國原油進口數量，也就是說可以真正起到「替代進口」的作用。「點燃燃料」公司的目標就是要將這一設想變成現實。根據計劃，一部分科學家將尋找並培育符合產油率高等條件的藻類植物；一部分科學家將致力於研究如何降低藻類植物生長及其收獲成本；另一部分人則研究如何從藻類植物中提取油脂。

「微型曼哈頓計劃」的出台帶動了藻類生物燃料開發熱潮。目前，除了「點燃燃料」公司之外，科羅拉多州的「索力克」生物燃料公司也正在開發類似的藻類制油工藝。不久前，尤他州州立大學的科學家曾宣布利用一種全新技術從藻類中提取出了油，並將其轉化為生物柴油燃料，他們期望到2009年時能得到在價格上有競爭力的藻類生物柴油。該大學化學和生物化學教授斯費爾德表示：「藻類制油或許是人類在21世紀面臨的最大的科學挑戰。目前，有很多解決世界能源問題的想法，但是就是沒有一個能長期使用。」

藻類制油工業化仍需努力

不過，像製造原子彈那樣，藻類制油工業化進程也並不會一帆風順，目前仍有一些技術問題需要進一步研發，特別是在為降低生產成本方面的需要解決的難題。

科研人員面臨一個主要的技術挑戰在於：一些藻類植物能夠產出相當於其自身重量60%%的油，但這種情況只是當它處於「飢餓」狀態時，才會出現。恰恰是在這個時候，這些藻類植物又會喪失其本來吸引人的優點，如具有快速繁殖及生長的能力。研究人員希望找到控制藻類植物產油的分子開關。如果一旦發現這樣的開關，就可以生物方式干預其產油的過程，進而提高產油率，進一步降低成本。

隨著藻類植物產油生物機理的了解，研究人員又發現另一個問題，也就是如何以低成本方式在露天池塘中培育藻類。一般說來，露天養殖很容易導致其他物種入侵，因此降低藻類的產量。生物燃料公司的科技顧問委員會主席大衛•金斯伯說，他們目前正在與聖地亞國家實驗室以及國家再生能源實驗室合作，期望能為藻類植物高產創造出良好的生態環境系統，這樣系統讓其所有營養物質轉化為藻類植物易於吸收的形式，以此扼殺或阻止外來物種入侵。

同時，關於利用藻類植物收集二氧化碳技術的前途問題，綠色燃料公司最近公布的測試結果顯示，當陽光合適的話，藻類能夠吸收發電廠排出的80%%的二氧化碳，能有效地降低由化石能燃料燃燒直接排放的二氧化碳數量。不過，這一技術還有成本方面的問題。

藻類成為再生能源新突破點

目前，美國聯邦政府對藻類制油項目的興趣十分濃厚。據科學家艾瑞克•傑維斯透露，美國國家再生能源實驗室將在未來6—12月內重新啟動藻類制油研發項目。

專家們認為：布希在其國情咨文為美國設立了這樣的宏偉目標，即在2017年，生產350萬加侖的可再生燃料，替代目前20%%的汽油消耗量。這一目標對美國來說也是一大挑戰，一方面，以大豆、玉米生產乙醇燃料爭議不斷，並且已導致了這些農作物食品的價格上漲，引起了墨西哥農民的抗議；另一方面，其他生物質能，如木屑、長草和纖維素等資源雖然比較豐富，但是需要特殊的加工工藝，盡管這些能源技術已在一些小廠開始示範，但並未能證明它們能有效商業化。在這樣的情況下，美國也准備將尋找再生能源燃料的目光投向藻類植物這一新的能源突破點上。

『伍』 為什麼用海藻也能提取石油

微藻作為一種綠色植物它能夠吸收掉空氣中的二氧化碳，隨後還能通過自身的化學反應來轉變成一種脂類的有機物。隨後科學家們就可以通過這類含有脂類的藻類來提取石油！

世界能源主要來自石油，每年世界需要13太瓦的能源。而到2050年可能達到26太瓦。石油燃料昂貴，不可再生且產生溫室效應。世界銀行的經濟學家NicholasStem說：「溫度變化是世界經濟面臨的最大問題。」

Seefeldt和數位USU教授組成了一個小組，主要致力於利用農業廢物或陽光等發展新的能源技術。美國Utah州通過Utah科學技術研究部門給予這一研究計劃為期5年，總共6百萬美元的資助。研究組目前已經開展了數項和工業界的合作關系，並且有一項專利已經通過，此外還有4項在審批中。Seefeidt最後說：「USU希望為解決世界能源問題作出努力。」

『陸』 如何從藻類提取生物燃料

藻類由於能自行再生,是采攫太陽能的一種很有吸引力的方法,它們可以生長在無利於生產糧食的地方,不需要清水甚至淡水.此外,與玉米或棕櫚油之類的傳統生物燃料作物相比,它們所需的空間遠遠要少得多.在有水的環境中,藻類吸收二氧化碳及陽光,產生一種油料,其分子結構與我們現在生產的石油產品類似,這意味著有可能利用現有的煉油廠將它轉化成汽油和柴油,通過現有的管道進行運輸,然後通過現有的加油站賣給消費者.文特爾表示,那裡將測試培育及優化藻類的各種不同技術.這些技術包括開放式池塘養殖藻類,以及將藻類培植在密封管中的生物反應器技術.「我們將嘗試這些不同的方法...用新發現的天然藻類測試出最佳可行的方法,以用於規模化生產模式中.」
文特爾花了數年時間,在全世界各個海洋用拖網捕撈各種浮游生物,以尋找在某種方式上可降低全球碳排放量的環保型微生物.他的發現包括那些可以把二氧化碳變成甲烷的生物體,這種生物體可以將電站排放的燃料廢氣製成燃料；以及另外一種能將煤變成天然氣的生物體,這有助於加快某種自然進程,同時減少提取礦物燃料所需的能源以及燃燒時所造成的污染量.

『柒』 誰有更多關於水藻煉油的資料

全球氣候變暖，科學家認為，這一切都源於人類過度使用石油。幸好，人類已認識到問題的嚴重性，科學家已在倡導使用綠色能源。美國人發現的一種"綠色"能源，是用水藻提煉燃油。科學家樂觀地預測，只需種水藻提煉燃油，就能讓美國擺脫對天然石油的依賴。

水藻很容易繁殖

科學家很早就提出用植物來提煉燃油，比如從油菜籽和大豆中提煉，這兩種植物本來就可用來榨取食用油。另外一種可提煉燃油的植物是蓖麻。但無論如何，一般人很少想到用水藻來提煉燃油。

水藻由簡單的水生有機體組成，通過光合作用儲存光能，生產植物油。而植物油可被轉化成"生物柴油"。

水藻有幾個重要的優點，是許多其他植物不具備的：水藻可被種植在任何地方，且能迅速繁殖，更難能可貴的是，水藻幾乎不需要特別的養分，需要的只是陽光、水和二氧化碳。它們不像其他植物那樣，需要佔用很大面積才能生長，而是可在立體空間里生長，因此能非常迅速地吸收營養。

有幾個數字能證明水藻的優點。在美國，如果把所有從石油中提取的交通燃料換成生物柴油的話，每年需要1400億加侖(1加侖≈4.55升)的生物柴油。而如果全部用大豆來提煉生物柴油，就需要30億英畝(1英畝≈6.07畝)肥沃的土地來種植大豆；用油菜籽提煉的話，也得需要10億英畝的土地。

不幸的是，整個美國只有4.34億英畝農田，而且還需要留下一些土地來種植糧食。而水藻只需9500萬英畝的土地就能滿足需要。它們不需要肥沃的土地就能生長，可以種植在水塘里、袋子里或水箱中。這樣一來，既可在沙漠中種植水藻，也能在產生很多二氧化碳的發電廠附近種植。

水藻這樣變成柴油

吉姆·塞爾斯曾是一名工程師，如今成了一名發明家，他的"索利克斯生物柴油公司"，專門用水藻生產生物柴油。塞爾斯於2004年開始發展他的水藻燃料技術，不過他的靈感來自於美國上次面臨的能源危機。1978年，當時的美國總統卡特製訂了一個"水生植物計劃"(ASP)，希望能從水藻中提取潔凈的生物柴油代替汽油。根據卡特總統的要求，美國一些科學家開始研究這種技術。可是，用了約20年時間，花費了2500萬美元，研究小組也並未從水藻中提取出具有使用價值的油料。1996年，柯林頓政府取消了這一項目。但是，研究人員希望他們的工作不白費。ASP項目的科學家對自己的工作進行了總結，寫出了詳細報告，並把328頁的報告上傳到美國能源部的網站上。

一個偶然的機會，塞爾斯對水藻提取油料很感興趣，他在網路上查到了那份被他稱為"水藻聖經"的ASP報告。經過認真研究，他發現，ASP項目的科學家尋找到了一種能產油的水藻，但他們把這種水藻種在了露天池塘里，這當然比種植在像密封缸一樣的封閉系統中要省錢得多，但野生水藻迅速入侵這些露天池塘，把科學家選出的特種水藻殺死。

塞爾斯找到了解決辦法，他用透明的大塑料袋種植水藻，既能讓充足的光線進入，又能防止其他種類的水藻入侵。他稱自己的發明是大規模水藻"反應堆"。他用兩條長350英尺(約為105米)、間隔3英尺的平行軌道固定大塑料袋，一旦水藻長成，就被送到煉油廠提取油料，然後再轉化成生物柴油。

水藻不僅能生產綠色油料，更可吸收大量二氧化碳，凈化空氣，可說是一舉兩得。美國麻省理工大學的"綠色油料公司"正在進行這方面的試驗，利用發電廠產生的二氧化碳來種植水藻。小規模的試驗發現，這是一種可行性的概念，下一步要進行大規模試驗。

N個"水藻油"問題

不過，要想進入"後石油時代"，讓"水藻油"成為暢銷產品，需要解決許多問題：水藻有許多種類，哪一種能提煉出最多油料？最好的種植方法是什麼？當水藻大規模長成後，如何有效地提取油料？問題還不止這些，索利克斯公司一直在不停地研究，也不停地進行激烈的爭論。

在生產"生物柴油"的過程中，第一步就是選擇水藻品種。種植水藻是一個非常復雜的系統，每一個"水藻生長反應堆"本身都是一個小型生物圈，就像自然生態系統一樣，每一種因素都相互依賴、相互制約，一種因素被改變，另一種因素就會出現混亂。水藻的生長速度極快，必須控制好數量，如果太多，陽光就會不夠用，造成大批死亡，而如果太少，就達不到所需要的數量。

塞爾斯認為，要解決這個問題，需要藉助計算機來控制水藻的生長速度，也就是控制營養成分。但這么精確地控製成本，反而會減少水藻業的經濟利益，也會削弱與石油業的競爭力。

即使成功地收獲了水藻，還要面臨另一個難題，那就是如何把油提取出來。從大豆、油菜等植物中提取油用冷壓法，但水藻中沒有那麼多的纖維，不能用這種標準的榨油方法。不過，從理論上說，從水藻中提煉油，並沒有想像的那麼難，參與過ASP項目的美國科學家證實，在綠色的水藻中加入化學添加劑，就可提煉出油來，在水藻漿中加入甲醇或者乙烷是目前最好的選擇，相對來說，又有效又節省成本。但觀察家對此有一種擔心，那就是，這可能會影響土地和水的使用。

還有最後一個問題。像其他替代燃料一樣，水藻煉油業的成功與否，要依賴石油的市場價格，如果每桶石油的價格跌到20美元，那麼生物柴油工業就像無風的帆船一樣不能運行了。

『捌』 藻類提取生物柴油的方法

藻類生產生物柴油不是「提取」，而是以藻類為原料，首先提取出其中的油脂，而後經過化學反應得到生物柴油。
目前採用的方法很多，比如超臨界萃取，但是由於藻類濃度低，含水量大，因此提取技術成為制約藻類生產生物柴油的瓶頸技術。

『玖』 藻類總油脂的粗提取的詳細步驟與所需試劑的用量

1．1 微藻培養與油脂制備
本實驗選用的材料小球藻 ，由美 國 Texas大學提
供。小球藻置於 26℃(±1)光照培養箱 中通氣培養 ，
光強為 40／zmol·m～·s～。自養小球藻培養在標准培
養基 中，通過光合作用進行 自養生長 ，從而獲得綠色
的自養小球 藻。通過 改變標准 培養基 中的營養 成
分 ，即將 甘氨酸成分降至 0．1g·L～，另加入 10g·L
葡萄糖 ，原來綠色 的小球藻細胞 便通過吸收葡萄糖
進行異養生長 ，從而獲得黃色 的異養小球藻。待異
養藻細胞生長到對數期後期時，離心收集藻細胞 ，然
後冷凍乾燥並制備藻粉 。藻細胞 的脂類含量測定參
考 Miao等_6的方法。異養小球 藻油脂制備方 法是
先將藻粉於研缽 中碾磨 ，然後用正己烷抽提。微藻
油脂的皂化值 和酸值 的測定參 考 Vicente等 的方
法。

1．2 酯交換反應
由於微藻油脂的酸值較高(8．97mg(KOH)／g)即
含較多的游離脂肪酸 ，不宜使用鹼催化，因此本實驗採用酸催化(濃硫酸)酯交換反應制備生物柴油。反
應條件 設 定 如 下 ：4種 硫 酸 用 量 (為原 料 油 的
25％、50％、6o％、100％)；6種醇油物質 的量 比(25：
1、30：1、45：1、56：1、70：1、84：1)以及 3個溫 度范 圍
(30、50、90~C)。在所有實驗中油的用量均為 9．12g。
反應混合物包括微藻油脂 、甲醇和濃硫 酸。反
應物加熱至一定溫度 ，並在所設置 的反應時間點終
止反應 ，然後將 反應液轉 移至分 液漏 斗 中靜置 、分
層 。

1．3 生物柴油產率的計算
將分層得到的上層粗製生物柴油先用等量的石
油醚洗滌 ，離心 12000r／min，10min，取上層 有機相並
用兩倍體積的 50~C蒸餾水洗滌 ，然後離心 ，直至完全
透明。分離出上層透 明的油相 ，用無水硫 酸鈉 乾燥
後 ，在旋轉蒸發儀上將石油醚蒸發干凈 ，得到澄清透
明的產品生物柴油。將產 品生物柴油稱重 ，並以所
用的微藻油脂重量為基準計算生物柴油 的產率。

參考文獻:
1.繆曉玲 ，吳慶余.微藻油脂 制備生物柴油 的研究.太 陽 能 學 報.
第 28卷 第 2期
20O7年 2月