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%。