МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

Кафедра химических и ресурсосберегающих технологий

Реферат

"МИКРОВОДОРОСЛИ В СИМБИОЗАX"

Выполнила студентка группы Б8322

химического факультета

Дергунова В.П.

г. Владивосток 2015 г.

Оглавление

1. Микроводоросли

2. Производство и применение микроводорослей

3. Культивирование микроводорослей

4. Информация о продуктивности микроводорослей

5. Применение микроводорослей

6. Симбиоз

7. Микроводоросли в симбиозе

Микроводоросли

Микроводоросли – это одноклеточные микроскопические организмы, которые, подобно растениям, используют фотосинтез для превращения солнечной энергии в химическую энергию. Как в жизни моря, так и в жизни пресноводных водоемов, микроводоросли, которые, в основном, населяют поверхностный слой воды, играют важнейшую роль. При этом микроводоросли морские и солоноватоводные отличаются от пресноводных наличием полиненасыщенных жирных кислот. Существует множество систематических групп микроводорослей, но наиболее значимыми принято считать диатомовые (Bacillariophyceac) и динофитовые (Dynophyceae), так как именно они формируют основную биомассу фитопланктона в морских и континентальных водах.

Производство и применение микроводорослей.

Микроводоросли можно выращивать в больших цистернах (биореакторах), которые обеспечивают все потребности водорослей, что позволяет максимизировать скорость роста и производство масла. Микроводоросли являются более эффективными конвертерами солнечной энергии, чем любые известные наземные растения. Они растут в суспензии, в которой имеют неограниченный доступ к воде, к СО2, а также к растворенным в воде питательным веществам. В результате микроводоросли способны производить более чем в 30 раз больше масла (в год с единицы площади земли), чем наземные масличные культуры.

Существует два известных способа экстракции масла из масличных семян. Эти способы с тем же успехом можно применять к водорослям: 1. отжим шнековым прессом/давка;

2. Экстракция масла гексаном.

Отжим шнековым прессом / давка.

Когда водоросли высушивают, все масло остается внутри них; это масло затем может быть "отжато" из них на масличном прессе. Многие коммерческие производители растительных масел используют сочетание механического отжима и химической экстракции масел растворителями. Несмотря на то что появляется все больше эффективных процессов, простым способом является использование пресса для извлечения больших количеств (70-75%) масла из водорослей. Экстракция гексаном.

Масло из водорослей можно экстрагировать при помощи химических реактивов. Для этого использовались бензол и эфир, но наиболее распространенным реактивом для экстракции является гексан, который считается относительно недорогим растворителем.  Недостатком использования растворителей для экстракции масел является опасность работы с химическими реактивами. Бензол считается канцерогенным материалом. Кроме того, химические растворители взрывоопасны. Экстракция гексаном может быть использована для отделения масла, или она может быть использована наряду с отжимом/шнековым прессованием. После того как масло было извлечено при помощи отжимного пресса, оставшаяся пульпа может быть смешана с циклогексаном для извлечения остаточного масла. Масло растворяют в циклогексане, после чего пульпу отфильтровывают от раствора. Масло извлекают из циклогексана перегонкой.  Эти две стадии (холодное прессование и экстракция гексаном) суммарно позволяют извлекать более 95% всего масла, присутствующего в водорослях.

Культивирование микроводорослей

Оптимизация получения масла из микроводорослей тесно связана с условиями культивирования, которые влияют на содержание липидов и состав жирных кислот. При культивировании микроводорослей для максимального получения жирных кислот можно выделить наиболее важные факторы: 1. Выбор вида.

2.Состав питательной среды, температура.

3. Фотопериод. Варьирование освещенности у некоторых микроводорослей может вызвать изменения в жирнокислотном составе липидов. Причем максимальная продуктивность наблюдается в различных фазах периода (максимальная освещенность или конец темнового периода).

4. Фаза роста. Во время стационарной фазы роста у многих микроводорослей возрастает содержание суммарных липидов.

5. Важными при культивировании являются также соленость, аэрация, тип культиватора и другие факторы, влияние которых предстоит установить в результате экспериментов.

Информация о продуктивности микроводорослей.

Любые вопросы интенсивного культивирования в лаборатории и на производстве связаны с прогностическими оценками. Важным, особенно на производстве, является прогноз того, какое количество и какое качество биомассы микроводорослей можно получить при тех или иных режимах культивирования. 

Наиболее информативными характеристиками культуры, выращенной при конкретных условиях, являются продуктивность и удельная скорость роста, определение которых является ключевым моментом в построении любых прогностических оценок.

При создании оптимальных условий культивирования продуктивность микроводорослей составляет 30 - 50 г с 1 м² в сутки. С одного гектара земли можно получить 630 л соевого масла или 1400 л рапсового масла, а с такой же площади водной поверхности можно производить до 45000 л масла водорослей и соответственно до 40000 л биотоплива.