从微藻生物质直接生产生物柴油的新工艺可望减少能量和操作成本

    国际能源网讯：美国密歇根州大学的研究人员于2010年9月4日宣布，开发并验证了二步法水解-溶剂分解法工艺，可用于从微藻生物质直接生产生物柴油。这一工艺过程无需生物质干燥、有机溶剂抽提，和催化剂，并可为营养物（如N、P和甘油）循环提供机制。这一工艺过程已在美国化学学会杂志《能源与燃料（Energy & Fuels）》上发布。

    Levine等人报道，研究了一些关键的过程参数对得到的粗生物柴油和FAEE（脂肪酸乙酯）产率的影响，以水解固体中的脂质为基准，产率分别高达100%和66%。考虑到原微藻生物中的脂质约为80%~90%，水解后则存在于可回收的固体中。

    脱水和干燥是耗能和成本较高的过程，所作的微藻生物柴油生产的生命循环评价（LCA）指出，干燥和己烷抽提占总的过程能量高达90%。

    研究人员提出了，采用二步法、无催化剂的生物柴油生产工艺，涉及细胞内脂质水解和使用乙醇超临界就地反酯化（SC-IST/E），见图1。
 

图1.   通过细胞内脂质水解和使用乙醇超临界就地反酯化（SC-IST/E）生产生物柴油

    研究团队使用微藻Chlorella vulgaris作为富含脂质的原料（53.3%脂质作为FAEE）。在该过程的第一步中，含水微藻生物质（约80%含水量）在次临界水中反应，使细胞内脂质水解，细胞聚集成易于过滤的、持留脂质的固体，并产生富含营养成分的水相。

    在第二步中，含水的富脂肪酸固体用乙醇经超临界就地反酯化(SC-IST/E)，产生生物柴油，为脂肪酸乙酯(FAEEs)形式。

    延长时间、提高温度和提高乙醇用量可使粗生物柴油和FAEE产率提高，根据水解固体中的脂质情况，上述产率分别约为56%~100%和34%~66%。