石化能源过度消耗引起环境污染和能源危机等全球性问题,发展可替代石化能源的新能源是人类社会和经济可持续发展的必然决择。生物柴油是一种燃烧热值高、污染少的绿色可再生能源。与其他生物质相比,微藻具有固碳效率高、生长周期短、油脂含量高、可工厂化养殖,以及不与人争粮争地等优势,被认为是制备生物柴油的优质原料。现今,基于干藻粉的微藻制备生物柴油工艺缺陷是藻细胞收集和干燥过程复杂、成本高。本文选取富油蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)湿藻体(藻泥)为试材,较系统地研究不同破壁处理、藻泥脱水、油脂提取以及生物柴油制备方法的效果及相关技术参数,以期建立优化的基于湿藻体的微藻生物柴油制备技术新体系。主要结果如下:(1)比较分析冻融法、酸热法、生物酶法和超声波法等6种不同细胞破壁方法对C.pyrenoidosa湿藻体细胞破碎效果和油脂萃取率以及操作繁简,综合评定超声法为C pyrenoidosa湿藻体破壁的首选方法。(2)选用价廉、无次生污染的工业乙醇为脱水剂,系统优化了C.pyrenoidosa湿藻泥乙醇脱水工艺。综合考虑藻泥脱水率和微藻脂肪酸甲酯的损失率,以及制备生物柴油的成本等因素,建立了应用乙醇对湿藻体(藻泥)进行脱水的最佳参数:乙醇浓度80%,乙醇溶液用量与藻泥原含水量的体积比为1:1。经过1次脱水后,藻泥含水率从89.04%降低至30.52%,可直接用于后续超声辅助湿法高效提取藻油。(3)以原位酯交换法为参照,全方位比较分析Bligh-Dyer法、简化重量法、和乙醇法等5种藻油萃取方法对C.pyrenoidosa 油脂萃取的效果(总油脂含量、脂肪酸含量、脂肪酸回收率及脂肪酸组分等)和各方法相关参数(藻粉质量、提取时间、有机溶剂用量等)。结果表明,改进后的Bligh-Dyer法不仅总油脂萃取量、脂肪酸回收率均优于其他几种油脂提取方法,而且提取出来的油脂脂肪酸含量和组成与原位酯交换法直接提出来的脂肪酸最为相近。综合评判确定改进的Bligh-Dyer法为萃取蛋白核小球藻的藻油和测定藻细胞总脂含量的首选方法。(4)建立了基于C.pyrenoidosa湿藻泥超声破壁和乙醇脱水的原位酯交换法制备生物柴油的最佳工艺参数:用相当于100 mg干藻的湿微藻生物量,在超声功率为400W超声处理6min,再用80%的乙醇脱水后,添加甲醇6 mL,正己烷7 mL,0.5 M H2SO4,反应温度90 ℃,和反应时间120 min。应用此优化的基于湿藻体的生物柴油制备技术工艺,脂肪酸甲酯的得率为36.65%(该得率为占藻细胞干重得率)。