Wiley жаңартылатын энергия


Микробалдырлардан биодизель өндіру стратегиясы



Pdf көрінісі
бет236/289
Дата06.01.2022
өлшемі4,71 Mb.
#15710
1   ...   232   233   234   235   236   237   238   239   ...   289
Байланысты:
85ed3add3d2c01aa56fd50434f088231 original.4943233

10.3.4 Микробалдырлардан биодизель өндіру стратегиясы 
Микробалдырлар  негізінде  биодизельді  отын  өндірісі  су  айдындарында  және  жоғары 
жылдамдығымен  фотобиореакторларда  микробалдырларды  жаппай  өсіру  кезінде  CO
2
-ді  игеру 
мәселесін  шешуді  ұсынады  [93].  Өсіретін  тоғандар  ашық  жүйелер  болып  табылады,  ал 
фотобиореакторлар  жабық  жүйелер  болып  табылады  [23],  сонымен  бірге,  микробалдырлар 
құрамында  жоғары  энергия  бар  молекулаларды  метаболикалық  алу  үшін  құрастырылуы  тиіс  [94]. 
Chlorella  protothecoides,  Chlorella  vulgaris,  Chlorella  emersonii  және  Chlorella  sorokiniana  сияқты 
Chlorella штаммдары тұщы суда жақсы өседі [11]. Chlorella vulgaris-тен алынған биодизельдің жоғары 
өнімділігі  биомассаның  өнімділігі,  сондай-ақ  қосалқы  липидтердің  артуы  мүмкін  болғанда  ғана 
мүмкін  болады.  Осыған  байланысты,  өсудің  кейінгі  кезеңінде  өсімдік  ортасында  хелатты 
үйлестірілген  FeCl3  пайдалану  жасушалардың  соңғы  тығыздығын  арттырады,  бірақ  балдырлар 
жасушаларында  липидтердің  жинақталу  индукциясын  тудырмайды  [11].  Ағынды  суларда  өсетін 
Isochrysis  zhangjiangensis  24  сағаттан  кейін  нитраттардың  жоғары  концентрациясы  (9  г/л)  кезінде 
липидтердің  53%  -  ын  көрсетеді  [25].  Липидтердің  неғұрлым  жоғары  өнімділігі  үшін  реакция 
шарттарын  оңтайландыру,  май  өсуінің  неғұрлым  жоғары  жылдамдығы  мен  құрамы  азоттан 
айырылған  дақылдар  жағдайында  микробалдырларда  биомассаның  (124  мг/л)  жоғары  өндіруімен 
бірге  липидтердің  жиналуының  50%  -  ын  көрсетеді.  Метилпальмитат  (C16:0),  метилолеат  (C18:1), 
метилинолеат  (C18:20)  және  метилинолеат  (18:3)  май  қышқылдарының  профилі  болып  табылады 
[25].  Nannochloropsis spp микробалдырлары барынша мол биомассаны (47% меншікті салмақ) және 
жалпы  майлы  қышқылының/күніне  орташа  өнімділігі  360  мг.  болатын  липидтерді  алу  үшін  13  г/л 
NaCl  және  жарық  қарқындылығы  700  мкмоль  фотон/м2  аралас  жағдайда  өсе  алады.  Демек, 
микробалдырлардың бұл түрлері биодизель өндірісі үшін тағы бір әлеуетті көз болып табылады [25]. 
Chlorella  pyrenoidosa  -  бұл  күріш  сабанының  гидролизатында  жақсы  өсетін  және  48  сағаттан  кейін 
56,3%  липидтердің  жоғары  мөлшері  бар  2,83  г/л  биомассаның  ең  жоғары  концентрациясын  алу 
мақсатында микробалдырлардың өсуі үшін лигноцеллюлоза көзі болуы мүмкін микробалдырлардың 
түрі.  Бұдан  әрі  реакция  шарттарын  оңтайландырғаннан  кейін  6  мл  н-гексаннан  және  0,5  м  күкірт 
қышқылымен 4 мл метанолды 90°С та 2 сағаттан кейін күрделі метил эфирінің 99% және биодизельді 
отынның  95,5%  шығымы  алынды.  Микробалдырлар  биомассасын  өндіру  үшін  қолайлы  басқа  орта 
липидтердің  максималды  өнімділігіне  78  мг/л/тәул  жету  үшін  ортадағы  азоттың  аз  мөлшері  бар 
базальды ортада (0,313 г/л KNO3) Chlorella vulgaris ESP-31 бір сатылы дақылы болды. Бұдан басқа, 
липидтердің  өнімділігі  10  күн  бойы  пальмитин  қышқылы  (C16:0),  стеарин  қышқылы  (C18:0)  және 
олеин қышқылы (C18:1) түріндегі май қышқылдарының 65% қанығуы кезінде CO
2
 430 мг/л/тәулігіне 
бекіту  жылдамдығымен  өсіру  арқылы  6,36  г  CO

түзумен  түтікті  фотобиореактореактордағы 
балдырлардың  өсуі  есебінен  артты.  Botryoccus  spp  жасыл  микробалдырлардың  төрт  түрі.  TRG, 
Botryoccus  spp.  KB,  Botryococcus  spp.  SK  және  Botryoccus  spp.  PSU  Оңтүстік  Таиландтың  тұщы  су 
көлдерінен бөлінген және липидтердің жоғары құрамы қолайлы жарық қарқындылығы мен темірдің 
жоғары  концентрациясы  (0,74  ммоль)  бар  өсіру  кезінде  35,9%,  30,2%,  28,4%  және  14,7%  көрсетті. 
Тағы бір Scenedesmus sp LX1 тұщы су микробалдыры азотпен немесе фосформен 2,5 мг/л немесе 0,1 
мг/л  жағдайында  30-50%  липидтерді  жинай  алады.  Екінші  жағынан,  липидтер  құрамы  биомассаға 
30% болғанда биомассасы мен липидтер бойынша жоғары өнімділік - 0,47 г/л және 139 мг/л құрайды. 
Дақылға этил-2-метилацетоацетат енгізілген кезде липидтегі триглицеридтердің құрамы (~ 20% май./ 
май.) және триглицеридтердің өнімділігі (~23 мг/л) тиісінше 79% және 40%-ға өсті. Күріш сабанын 
және  KNO3  немесе  темірдің  жоғары  концентрациясын  (0,74  ммоль)  пайдалану  этил-2-
метилацетоацетат өнімділігін берумен қатар, теңдестірілген жарық қарқындылығымен бірге жоғары 
липидтермен бірге микробалдырлардан жоғары биомассаны алу үшін пайдалы болып табылады деп 
болжауға болады [24, 25, 28, 29].  
Көмір  электр  станцияларынан  алынған  сұйық  газды  пайдалану  (өзіндік  құнын  төмендету  үшін) 
және  микротолқынды  және  ультрадыбыстық  сәулелерді  (ең  қарапайым  және  тиімді  процестің 
көмегімен  биомассаны  жинау  үшін)  пайдалана  отырып  тікелей  трансэстерификация  (катализатор 


 
 
190 
ретінде  SrO  пайдалану)  Nannochloropsis  spp  биодизельді  өндіру  стратегиясы  болып  табылады  [30]. 
Scenedesmus  obliquus  SJTU-3  және  Chlorella  pyrenoidosa  SJTU-2  микробалдырлары  CO

биофиксациясының жылдамдығы 84 г/л және S.obliquus SJTU-3 және 1,55 г/л үшін 0,288 г/л/тәулігіне 
және  C.  pyrenoidosa  SJTU-2  үшін  0,260  г/л/тәулігіне  құрайды.  94%-дан  астам  май  қышқылдары, 
негізінен,  C16-C18  құрайды.  Бұл  ретте  май  қышқылдарының  профилі  биодизель  өндірісі  үшін 
қолайлы. CO
2
 жоғары деңгейі ағзада липидтер мен полиқанықпаған май қышқылдарының жиналуына 
ықпал  етеді.  Демек,  микробалдырлардың  бұл  екі  түрі  биодизель  өндірісіндегі  биологиялық  әсерді 
жұмсартуға  ықпал  етеді  [25,  31].  Nannochloropsis  spp.  микробалдырлары  биодизельді  өнеркәсіптік 
ауқымда  өндіре  алады  [95].  Әртүрлі  тұрмыстық  ағын  сулардан  алынған  микробалдырларды  аралас 
өсіру,  оларды  биодизель  өндіру  үшін  қышқылмен  катализацияланған  трансэстерификация 
реакциялары  арқылы  пайдалану  кезінде  пальмитин  қышқылының  (C16:0)  жоғары  үлесі  бар 
липидтердің  қаныққан  және  қанықпаған  май  қышқылдарының  33  түрлі  түрімен  қатар  жиналуын 
көрсетеді [96]. Chlorella vulgaris, Neochloris oleoabundans және Cylindrotheca closterium теңіз суының 
диатомды  штаммы  жарықтың  қолайлы  қарқындылығын  және  ортаның  нитраттарға,  фосфаттарға 
және  сульфаттарға  қажеттілігін  назарға  ала  отырып,  азотты  дақылдар  жағдайында 
фотобиореакторларда  өсе  алады.  Фотобиореакторда  өз  салмағының  25-37%  құрайтын  Neochloris 
oleoabundans  микробалдырларымен  биодизель  өндіру  үшін  қолайлы  ең  жоғары  липидті  жағдай 
көрсетіледі. Екінші жағынан, триглицеридтердің ең көп мөлшері өз салмағының 11% -14% құрайтын 
Chlorella  vulgaris    байқалды  [32].  Биодизель  өндірісінің  зертханалық  ауқымында  Chlorococcum  spp. 
теңіз микробалдырларынан липидтерді алу үшін жоғары критикалық көміртектің диоксидін (SCCO
2

және  гександы  пайдалану  липидтердің  төмен  шығуын  көрсетеді,  бірақ  микробалдырлардың  май 
қышқылдарының  профилі  биодизель  өндірісі  үшін  қолайлы.  Бұл  микробалдырлардың  май 
қышқылдарының  профилі  C18:1  (63%),  C16:0  (19%),  C18:2  (4%),  C16:1  (%4%)  және  c18:0  (3%) 
құрайды.    Екінші  жағынан,  температураның  төмендеуі  және  қысымның  жоғарылауы  липидтердің 
шығуының ұлғаюына әкеледі. Изопропил спиртін еріткіш ретінде пайдалану гексан экстракция үшін 
аса  сындарлы  сұйықтық  ретінде  пайдаланылған  кезде  липидтердің  шығуын  арттырады.  Сонымен 
қатар,  липидтерді  экстракциялау  үшін  массалық  тарату  коэффициенті  сұйықтықтың  диэлектрлік 
өткізгіштігінің және сұйықтықтың тығыздығының өсуімен ұлғаятындығы анықталған [33]. 
 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   232   233   234   235   236   237   238   239   ...   289




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет