微藻油脂連續合成及其膜基原位萃取研究

《微藻油脂連續合成及其膜基原位萃取研究》是依託浙江大學，由陳歡林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：微藻油脂連續合成及其膜基原位萃取研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：陳歡林
• 項目類別：面上項目

項目摘要

微藻油脂是一種極具前景的生物柴油大宗原料，目前存在的核心問題是生產成本太高且產業化技術研究較少，如何從工程角度進行產業化技術集約和改進是亟待解決的關鍵問題。本項目將膜技術與微藻培養體系相結合，提出微藻油脂原位合成和提取的新思路。採用生物化學工程的理論和方法，擬誘變篩選細胞壁缺失或多孔產油藻種，選擇高生物相容性和高油脂抽提率的有機溶劑，探索有機溶劑影響產油微藻細胞活性和油脂含量的機理，研製具有合適構型的中空纖維膜組件，用於微藻油脂膜基萃取過程中兩相傳遞機理的研究，設計新型膜生物反應器，建立微藻培養與油脂原位萃取耦合工藝，協調與最佳化微藻強化培養與油脂線上提取模式，通過穩態運行試驗，歸納微藻強化培養與原位膜基萃取的傳遞特性，建立相應耦合集成過程模型，為微藻強化培養和油脂連續提取過程放大提供技術參數和理論依據。

結題摘要

開發能源微藻路線，改善我國以煤為主的燃料結構組成，降低化石燃料進口依存度具有重要意義。目前能源微藻生產的核心問題是其生成速度較慢、油脂含量偏低、提取成本過高。如何從強化反應與分離及其耦合過程入手，解決能源微藻規模化生產過程中存在的上述關鍵問題，是本項目主要研究目的。 本項目基於微藻培養與油脂提取相結合的研究，提出了微藻強化培養、油脂合成和原位提取的耦合膜技術新方法。 首先，依據反應與分離耦合原理，通過對多種微藻的培養試驗，篩選出具有細胞壁缺失或多孔產油的藻種；並開發出尼羅紅螢光染色檢測微藻中油脂含量，具有簡便、快速、靈敏的特點，且檢測誤差不大； 其次，開展了高生物相容性和高油脂抽提率的有機溶劑的篩選試驗，篩選出Nannochloropsis sp.和B. braunii FACHB-357二株微藻，用於原位萃取油脂的生物相容性試驗，探究有機溶劑對產油微藻細胞活性和油脂含量的影響機理；並開發出具有合適構型的中空纖維膜組件，用於微藻油脂膜基萃取過程中兩相傳遞機理的研究； 然後，設計出新型的微藻培養膜生物反應器，耦合油脂原位萃取裝置，開展微藻強化培養與油脂原位萃取耦合工藝試驗，連續四天萃取後其藻細胞的存活率仍高達90%； 同時，通過最佳化操作與穩態運行試驗，建立氮源飢餓法促進二株微藻的油脂合成，油脂含量分別提高至39%和55%；前者全程27天培養，平均每天油脂產率7.4mg/L,後者全程培養11天，平均油脂產率達25.5mg/L； 最後，歸納出微藻強化培養與原位膜基萃取的傳遞特性，建立了相應的耦合集成過程模型，為過程放大與規模化運行提供理論依據與操作技術參數。 本項目研究期間，共發表論文16篇，其中會議報告4篇，被SCI收錄論文12篇，累計SCI影響因子達到34.157。論文共被累積外引25次。