Wiley жаңартылатын энергия
Микробалдырлардан биодизель өндіру стратегиясы
жүктеу/скачать 4,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| 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 2 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 2 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]. жүктеу/скачать 4,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|