碳汇藻类鼠尾藻(Sargassum thunbergii)发酵制取生物乙醇.docx

碳汇藻类鼠尾藻(Sargassumthunbergii)发酵制取生物乙醇
引言：
随着人口数量的增长，人们对能源的需求量不断增加。同时，由于化石燃料的损耗和排放的污染，环境问题也愈来愈突出。因此，开发和利用可再生能源逐渐成为全球诸多国家的重要战略选择。而生物质能作为一种绿色、清洁、可再生、可持续的能源，成为各国重点发展的能源之一，其生产技术以及利用价值也越来越受到广泛关注。
藻类是一种重要的生物质能源来源，其丰富的资源和生产技术越来越成为研究热点。碳汇藻类鼠尾藻（Sargassumthunbergii）是一种常见的海洋藻类，在我国的海岸线和浅海水域范围内广泛分布。此外，鼠尾藻在生长过程中具有补充氧气和环境净化的功能，对保护海洋生态环境也有重要意义。
本文将探讨利用碳汇藻类鼠尾藻发酵制取生物乙醇的方法及其在可再生能源中的应用价值。
一、碳汇藻类鼠尾藻的结构和化学成分
1、碳汇藻类鼠尾藻的结构
碳汇藻类鼠尾藻是一种棕色海藻，属于鼠尾藻属。它生长在浅海水域中，长有茎、叶和气泡囊。具体结构可以分为以下几个部分：
（1）茎：茎顶端伸出一层厚板状的羽状分枝，这是茎的终生组织。
（2）叶：叶片的形状呈条状，叶片表面呈葡萄酒色，叶片背面呈棕色。
（3）气泡囊：鼠尾藻茎主轴上生有密集的气泡囊，气泡囊囊内充满气体，使植物体能浮在水面上。
2、碳汇藻类鼠尾藻的化学成分
藻类物质主要由糖、蛋白质、脂肪和无机盐组成。碳汇藻类鼠尾藻中主要含有糖类、蛋白质、脂肪和纤维素等成分，其含量在不同的地区和生长期存在差异，其中最主要的化学成分为多糖类和蛋白质。
研究表明，碳汇藻类鼠尾藻中多糖类的含量比较高，平均含量可达58.59%~63.20%。因此，将碳汇藻类鼠尾藻用作生物乙醇的原料是可行的。
二、碳汇藻类鼠尾藻发酵制取生物乙醇的方法
1、碳汇藻类鼠尾藻的预处理
由于碳汇藻类鼠尾藻本身含有一定比例的纤维素、半纤维素等难以降解的化学成分，所以在发酵前需要进行适当的预处理来提高发酵效率。常用的预处理方法如下：
（1）碱处理：以碳酸钠为主要碱性剂进行碱水处理。将干燥的鼠尾藻样品与碱液混合，在常温下进行玻璃搅拌，静置过滤后即可得到预处理后的鼠尾藻。
（2）裂解处理：将鼠尾藻放入高压锅内加水，以200℃高温，15~30分钟压裂处理，即可使其中的纤维素松散，加快降解速度。
2、酵母菌的选材
在生物乙醇发酵过程中，酵母菌是必须的微生物。在选取时需要具备一定的耐受性、乙醇产量高等特点。市面上常用的酵母菌如下：
（1）Saccharomycescerevisiae（普通酿酒酵母菌）
（2）Schizosaccharomycespombe（小芽酵母菌）
（3）Saccharomycescarlsbergensis（欧洲酿酒酵母菌）
3、生物乙醇发酵过程
碳汇藻类鼠尾藻发酵制取生物乙醇的过程大致分为前处理、发酵处理和后处理三个步骤。具体发酵过程如下：
（1）前处理：将碳汇藻类鼠尾藻进行适当的预处理，加入发酵罐中。
（2）加入合适数量的酵母菌后，加入适当的水、糖等生长因子，使酵母菌进行繁殖。并在恰当的温度下进行发酵。
（3）发酵过程中需要定期测量发酵罐内的温度、PH值、乙醇含量和酵母菌活性等参数，保证发酵质量。
（4）发酵结束后，将液体分离，并进行后处理。后处理可以采用蒸馏或者分子筛吸附等方法，使乙醇浓缩，达到提纯的目的。
三、碳汇藻类鼠尾藻发酵制取生物乙醇的应用
碳汇藻类鼠尾藻发酵制取生物乙醇具有以下优点：
（1）其能源来源取之不尽，使用不竭；
（2）生产过程中不会排放影响环境的污染物；
（3）缓解当前能源安全问题，对环境又有保护作用。
符合我国目前绿色低碳发展的方向。
在碳汇藻类鼠尾藻发酵制取生物乙醇的应用中，当前仍存在以下难点：
（1）藻类物种和生长状态的选择问题；
（2）有效率的发酵菌株筛选问题；
（3）高效的生物乙醇发酵生产技术问题。
针对存在的问题，可以通过不断的研究和实践，开发新的生产技术和高效的发酵菌株，来提升碳汇藻类鼠尾藻发酵制取生物乙醇的效率。
结论：
碳汇藻类鼠尾藻作为一种海洋生物质能源，在发酵制取生物乙醇中具有重要应用价值。鼠尾藻具有丰富的化学成分，又容易获取，而乙醇则是一种具有广泛应用的生物燃料，使其更具经济价值。通过对碳汇藻类鼠尾藻的生产技术和发酵过程的研究，可以有效地提高生物乙醇的生产效率，实现可持续发展，将其广泛应用于实际生产中，从而推动我国可再生能源的发展。