• 优点：条件温和、醇用量小、无污染排放。
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第九章生物技术与能源
主要问题：
• 对甲醇及乙醇的转化率低，一般仅为40%60%。
• 酶的使用寿命短。 • 副产物甘油和水难于回收。
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第九章生物技术与能源
2、利用“工程微藻”生产柴油
1）、归属：“硅藻类”的一种“工程小环藻”。
二、生物柴油的优势（7条）： 1、具有优良的环保特性 • 硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放低； • 不含芳香族烷烃，废气对人体损害低。 • 含氧量高，燃烧时排烟少，一氧化碳的排
放少。
• 生物降解性高。
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第九章生物技术与能源
2、低温发动机启动性能：无添加剂冷滤点达 -20℃。
3、润滑性能：磨损率低，使用寿命长。
第九章生物技术与能源
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2020/12/9
第九章生物技术与能源
• 本章共2个学时,均为课堂讲授 • 教学目的和要求：了解掌握微生物与石油开发及其他新型
能源工业上的应用技术及应用进展。
• 教学重点和难点：微生物在石油开发及其他新型能源工业 上的应用技术。
• 教学方法与手段：课堂教学与自学相结合 • 第一节 微生物与石油开发 • 第二节 生物技术与新能源 • 复习与作业要求：自习为主 • 考核知识点：微生物在石油开发及其他新型能源工业上的
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第九章生物技术与能源
三、生物柴油的生产方法 1、利用食用油生产生物柴油； 2、利用"工程微藻"生产柴油。
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第九章生物技术与能源
1、利用食用油生产生物柴油
1）、化学合成法
• 用动物和植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇 在酸或者碱性催化剂和高温(230～250℃) 下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲 酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。
2）、脂质含量：天然微藻：5%-20%。“工程微 藻” ：>60%。
3）、脂质含量高的原因：乙酰辅酶A羧化酶(ACC) 基因在微藻细胞中的高效表达，增加脂质积累。
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第九章生物技术与能源
4）、优越性
• 生产能力高、用海水作为天然培养基；
• 比陆生植物单产油脂高几十倍；
• 生产的生物柴油不含硫，不排放有毒害气 体，排入环境中也可被微生物降解，不污 染环境.
应用技术及应用进展。 • 辅助教学活动：多媒体图片或动画辅助教学
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第九章生物技术与能源
第一节 微生物与石油开发 ——生物柴油
一、简介 • 含义：指动植物油与甲醇进行酯交换制造
的脂肪酸甲酯，是一种洁净的生物燃料
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第九章生物技术与能源
• 柴油分子: 15C碳链组成 • 植物油: 14C-18C碳链组成，两者碳数相近。
• 工艺复杂，醇必须过量，后续工艺必须有 醇回收装置，能耗高。
• 色泽深，由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温 下容易变质；
• 酯化产物难于回收，成本高； • 生产过程有废碱液排放。
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第九章生物技术与能源
2）、生物酶法合成：
• 用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯 化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。
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第九章生物技术与能源
目前热点：
• 发展富含油质的微藻或者“工程微藻”是 生产生物柴油的一大趋势。
• 选择合适的载体，使ACC基因在细菌、酵 母和植物中充分表达，修饰ACC基因获得 超量表达。
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第九章生物技术与能源
第二节 生物技术与新能源
一、新能源的含义： • 狭义的新能源：可再生能源 • 广义新能源包括：1、高效利用能源；2、
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第九章生物技术与能源
• 生产原料：大豆和油菜籽等油料作物、油 棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等 油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等 为原料。
• 意义：生物柴油对经济可持续发展，推进 能源替代，减轻环境压力，控制城市大气 污染具有重要的战略意义。
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第九章生物技术与能源
3）、燃料电池：氢能，属于可再生能源。
• 利用太阳能和风能制氢，
• 利用生物细菌制氢，还仅仅停留在设想或 初级试验阶段，缺乏广泛的经济性和可操 作性。
• 现实的技术方向还是如何利用天然气、煤 气化、甲醇、乙醇等能源，特别有前途的 是利用废弃在地下煤炭资源进行地下可控 气化再制氢技术
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第九章生物技术与能源
2、资源综合利用
1）、瓦斯
• 主要成分：甲烷，与天然气相同，只是浓 度低。
• 煤矿中瓦斯的产量有限，不能大规模利用， 只能采用分布式能源解决方案，就近利用 瓦斯发电。
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第九章生物技术与能源
2）城市垃圾和污水
• 可制造沼气，或转换成有机可燃物质焚烧 增加能源供应，减少环境污染。
4、安全性能：闪点高，不属于危险品，在运 输、储存、使用方面的安全性高。
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第九章生物技术与能源
5、燃料性能：十六烷值高，燃烧性好，燃 烧残留物微酸性，使催化剂生性能：可长期供应、永不会枯竭。
7.无须改动柴油机，可直接添加使用无需 其他设备和特殊技术。
资源综合利用；3、可再生能源；4、代替 能源；5、核能；6、节能。
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第九章生物技术与能源
1、高效利用能源
• 中国的能源综合利用效率为35%，丹麦的能源综合利用效 率超过60%。
1）热电联产：
• 丹麦没有一个火力发电项目不供热，也没有一个工业供热 锅炉不发电。通过化石燃料转换能源的综合利用效率一般 超过70%，是提高全社会能源利用效率的重要技术。
• 丹麦的热电联产燃烧利用多种燃料，秸秆、树枝、垃圾、 天然气和煤炭等资源，基本上是有什么烧什么，什么便宜 烧什么，既通过能源梯级利用提高了能源的综合利用效率。
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第九章生物技术与能源
2）、分布式能源：小型、微型的热电联产。
• 优点是靠近需求侧，将输送损耗降至最低， 并充分利用了低品位的热能。
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第九章生物技术与能源
特点： • 甲醇或乙醇可循环使用 • 设备与一般制油设备相同 • 产生10%左右的副产品甘油 主要问题： • 成本高，75%是原料成本。 解决方案： • 基因工程方法研究高油含量的植物 • 采用工业废油和废煎炸油。
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第九章生物技术与能源
其他缺点：