Введение 7
1 Обзор литературы 10
1.1 Биомасса микроводорослей как перспективный источник сырья для
производства биотоплива 10
1.1.1 Технология получения биодизельного топлива из биомассы
микроводорослей 13
1.1.1.1 Синтез биодизельного топлива 19
1.1.2 Основные физико-химические показатели биодизельного топлива 23
1.1.3 Достоинства и недостатки биодизельного топлива 26
1.2 Общие сведения о микроводоросли Chlorella vulgaris 28
1.3 Химический состав микроводоросли Chlorella vulgaris 31
2 Материалы и методы исследования 37
2.1 Материалы 37
2.1.1 Химические реактивы 37
2.1.2 Приборы 38
2.1.3 Микроорганизмы 39
2.2 Методы 39
2.2.1 Методика культивирования и определения продуктивности
микроводоросли 39
2.2.2 Методика концентрирования, сушки и дезинтеграции биомассы
микроводоросли 40
2.2.3 Методика экстракции биомассы микроводоросли 41
2.2.4 Анализ состава биоорганических компонентов биомассы
микроводоросли Chlorella vulgaris 42
2.2.4.1 Определение белка 42
2.2.4.1.1 Определение содержания белка 42
2.2.4.1.2 Определение аминокислотного состава 44
2.2.4.2 Определение минеральных веществ 46...
Биоэнергетика - активно развивающийся сектор экономики, основанный на источниках энергии органического происхождения, которые используются для производства тепла, топлива и электричества [1].
В современном мире в стадии масштабно внедряемых или только разрабатываемых находится большое количество различных технологий использования биомассы в сырьевых и энергетических целях. Поиски продуктивных видов биомассы для получения энергии выдвигают в разряд перспективных источников фототрофные микроорганизмы. При разработке таких биотехнологических процессов важно не только учитывать возможность получения различных целевых продуктов из используемой биомассы, но и организовать безопасное производство с минимальной нагрузкой на окружающую среду. Этим требованиям максимально соответствует биомасса микроводорослей.
Микроводоросли являются объектом интенсивных исследований во многих странах мира, лидерами в данной области являются страны Европейского союза и США. Интерес к подобным разработкам подтверждается инвестициями в научные исследования применения микроводорослей для решения актуальных задач биоэнергетики со стороны крупных нефтяных компаний, таких как: Exxon Mobil, BP, Chevron и др. [2]
По состоянию на 2010 г. мировое производство биомассы микроводорослей составляло более 7000 т/год, основная масса которого приходилась на Китай, Японию, Индию, Германию, США, Тайвань, Израиль и Австралию. Такие микроводоросли, как Chlorella vulgaris, Dunaliella salina, Haematococcus pluvialis, Crypthecodinium cohnii и Botrrycoccus braunii используются в фармацевтической и пищевой промышленности, в производстве кормов для животных, косметики, биотоплива и др. [3, 4]
Коммерческим производством биомассы микроводорослей занимаются такие компании, как Royal, Dutch Shell (Г авайские острова), Algae BioFuels (США, Алабама), Aquaflow Bionomic Corporation (Новая Зеландия), Mitsubishi (Япония) и др.
Крупнейшим в Европе производителем биомассы микроводорослей является биотехнологическая компания Ingrepro B.V. (Нидерланды), которая известна большим опытом в реализации технологических схем выращивания клеток микроводорослей с целью получения обогащенной липидами биомассы. В том числе, одним из основных объектов ее разработок, задействованным в технологических схемах фототрофного культивирования, является микроводоросль рода Chlorella [5].
В настоящее время турецкая компания Agro Hayat LLC (Турция) предлагает целый ряд коммерческих решений по производству биомассы микроводорослей [4]. Компания располагает готовыми технологиями по выращиванию клеток микроводорослей родов Chlorella, Spirulina, и Dunaliella в различных масштабах...
1) Проведен химический анализ биомассы микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР №С-111, полученной путем культивирования в фотобиореакторе глубинного типа. Определено содержание белка, жиров, углеводов и минеральных веществ. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) определен качественный и количественный состав свободных аминокислот, методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) - жирнокислотный состав. При помощи атомно-эмиссионной спектрометрии определен элементный состав. Фракционный анализ липидов проведен при помощи тонкослойной хроматографии.
2) Из микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР №С-111 выделена липидная фракция методом Блайя-Дайера. Выход составил 12,2%.
3) Проведена реакция переэтерификации липидов микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР №С-111 в присутствии гомогенного кислотного катализатора. Выход этиловых эфиров жирных кислот составил 97,8%.
4) Зарегистрированы ИК-спектры, определен жирнокислотный состав и основные физико-химические характеристики биодизельного топлива: плотность, кислотное число, испытание на медной пластинке. Полученные результаты соответствуют международным стандартам качества.
