

Применение биомассы микроводорослей для получения востребованных продуктов. Часть 4. Получение биотоплив из микроводорослей с использованием биотехнологических подходов
https://doi.org/10.18412/1816-0387-2023-3-66-80
Аннотация
В статье представлен обзор литературы, посвященный результатам работ в области получения биомассы микроводорослей, ее переработки с использованием современных биотехнологических подходов в востребованные химические продукты. Рассмотрены подходы к получению биотоплив из микроводорослей: биодизельного топлива, этанола и водорода. Приведены сведения о методах предварительной обработки биомассы, разных способах выделения метаболитов и их переработке в биотоплива.
Об авторах
Ю. В. СамойловаРоссия
К. Н. Сорокина
Россия
В. Н. Пармон
Россия
Список литературы
1. Пилигаев А.В., Сорокина К.Н., Пармон В.Н. // Вестник Новосибирского гос. ун-та. Серия: Биология, клиническая медицина. 2015. T. 13. № 4. C. 19—26.
2. Nepstad D.C., Stickler C.M., Filho B.S., Merry F. // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2008. V. 363. № 1498. P. 1737-1746.
3. Василенко А.П., Иванникова Е.М., Систер В.Г., Ямчук А.И., Цедилин А.Н., Иванникова Ю.М. // Технические науки — от теории к практике. 2015. T. 47. C. 63—68.
4. Сорокина К.Н., Яковлев В.А., Пилигаев А.В., Кукушкин Р.Г., Пельтек С.Е., Колчанов Н.А., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2012. T. 2. C. 63—72.
5. González-Delgado Á.-D., Kafarov V. Microalgae based biorefinery: Issues to consider // CT&F - Ciencia, Tecnología y Futuro. 2011. V. 4. P. 5-22.
6. Slade R., Bauen A. // Biomass and Bioenergy. 2013. V. 53. P. 29-38.
7. Соловченко А.Е., Лобакова Е.С., Барский Е.Л., Саванина Я.В., Лукьянов А.А., Карпичников М.П. // Биотехнология. 2011. T. 6. C. 70—88.
8. Freedman B., Butterfield R.O., Pryde E.H. // Journal of the American Oil Chemists’ Society. 1986. V. 63. № 10. P. 1375-1380.
9. Пилигаев А.В., Сорокина К.Н., Самойлова Ю.В., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2019. T. 19. № 2. C. 149—162.
10. Nematian T., Shakeri A., Salehi Z., Saboury A.A. // Biotechnology for Biofuels. 2020. V. 13. № 1. P. 57.
11. Nematian T., Salehi Z., Shakeri A. // Renewable Energy. 2020. V. 146. P. 1796-1804.
12. Aghabeigi F., Nikkhah H., Zilouei H., Bazarganipour M. // Process Biochemistry. 2023. V. 126. P. 171-185.
13. Picó E.A., López C., Cruz-Izquierdo Á., Munarriz M., Iruretagoyena F.J., Serra J.L., Llama M.J. // J Biosci Bioeng. 2018. V. 126. № 4. P. 451-457.
14. De Vasconcellos A., Miller A.H., Aranda D.A.G., Nery J.G. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2018. V. 165. P. 150-157.
15. Brennan L., Owende P. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2010. V. 14. № 2. P. 557-577.
16. Makareviciene V., Gumbyte M., Sendzikiene E. // Food and Bioproducts Processing. 2019. V. 116. P. 89-97.
17. Navarro López E., Robles Medina A., Esteban Cerdán L., González Moreno P.A., Macías Sánchez M.D., Molina Grima E. // Biomass and Bioenergy. 2016. V. 93. P. 6-12.
18. He Y., Wang X., Wei H., Zhang J., Chen B., Chen F. // Biotechnology for Biofuels. 2019. V. 12. № 1. P. 78.
19. Guldhe A., Singh P., Renuka N., Bux F. // Fuel. 2019. V. 237. P. 1112-1118.
20. Xie D., Ji X., Zhou Y., Dai J., He Y., Sun H., Guo Z., Yang Y., Zheng X., Chen B. // Bioresource Technology. 2022. V. 349. P. 126886.
21. Sánchez-Bayo A., Morales V., Rodríguez R., Vicente G., Bautista L.F. // Catalysts. 2019. V. 9. № 3. P. 296.
22. Liu Y., Chen D., Yan Y., Peng C., Xu L. // Bioresource Technology. 2011. V. 102. № 22. P. 10414-10418.
23. Bauer G., Lima S., Chenevard J., Sugnaux M., Fischer F. // ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 2017. V. 5. № 2. P. 1931-1937.
24. Lai J.-Q., Hu Z.-L., Wang P.-W., Yang Z. // Fuel. 2012. V. 95. P. 329-333.
25. Lozano P., Bernal J.M., Gómez C., Álvarez E., Markiv B., García- Verdugo E., Luis S.V. // Catalysis Today. 2020. V. 346. P. 87-92.
26. Lozano P., Bernal J.M., Vaultier M. // Fuel. 2011. V. 90. № 11. P. 3461-3467.
27. Lozano P., Bernal J.M., Garcia-Verdugo E., Sanchez-Gomez G., Vaultier M., Burguete M.I., Luis S.V. // Green Chemistry. 2015. V. 17. № 7. P. 3706-3717.
28. Lakatos G.E., Ranglová K., Manoel J.C., Grivalský T., Kopecký J., Masojídek J. // Folia Microbiol (Praha). 2019. V. 64. № 5. P. 627-644.
29. Hernández D., Riaño B., Coca M., García-González M.C. // Chemical Engineering Journal. 2015. V. 262. P. 939-945.
30. Taleb A., Kandilian R., Touchard R., Montalescot V., Rinaldi T., Taha S., Takache H., Marchal L., Legrand J., Pruvost J. // Bioresour Technol. 2016. V. 218. P. 480-490.
31. Mollers K.B., Cannella D., Jørgensen H., Frigaard N.-U. // Biotechnology for Biofuels. 2014. V. 7. № 1. P. 64.
32. Hossain M.N.B., Basu J.K., Mamun M. // Procedia Engineering. 2015. V. 105. P. 733-738.
33. Kim H.M., Wi S.G., Jung S., Song Y., Bae H.J. // Bioresour Technol. 2015. V. 175. P. 128-134.
34. Nguyen M.T., Choi S.P., Lee J., Lee J.H., Sim S.J. // J. Microbiol Biotechnol. 2009. V. 19. № 2. P. 161-166.
35. Ho S.H., Chen Y.D., Chang C.Y., Lai Y.Y., Chen C.Y., Kondo A., Ren N.Q., Chang J.S. // Biotechnol Biofuels. 2017. V. 10. P. 27.
36. Zhou N., Zhang Y., Wu X., Gong X., Wang Q. // Bioresour Technol. 2011. V. 102. № 21. P. 10158-10161.
37. Shokrkar H., Ebrahimi S., Zamani M. // Fuel. 2017. V. 200. P. 380-386.
38. Harun R., Jason W.S.Y., Cherrington T., Danquah M.K. // Applied Energy. 2011. V. 88. № 10. P. 3464-3467.
39. Miranda J.R., Passarinho P.C., Gouveia L. // Appl Microbiol Biotechnol. 2012. V. 96. № 2. P. 555-564.
40. Megawati, Bahlawan Z.A.S., Damayanti A., Putri R.D.A., Triwibowo B., Prasetiawan H., Aji S.P.K., Prawisnu A. // Materials Today: Proceedings. 2022. V. 63. P. S373-S378.
41. Ajit A., Sulaiman A.Z., Chisti Y. // Food and Bioproducts Processing. 2017. V. 102. P. 123-135.
42. Rastogi M., Shrivastava S. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. V. 80. P. 330-340.
43. Condor B.E., de Luna M.D.G., Chang Y.-H., Chen J.-H., Leong Y.K., Chen P.-T., Chen C.-Y., Lee D.-J., Chang J.-S. // Bioresource Technology. 2022. V. 363. P. 128002.
44. Ho S.-H., Huang S.-W., Chen C.-Y., Hasunuma T., Kondo A., Chang J.-S. // Bioresource Technology. 2013. V. 135. P. 191-198.
45. Aikawa S., Inokuma K., Wakai S., Sasaki K., Ogino C., Chang J.S., Hasunuma T., Kondo A. // Biotechnol Biofuels. 2018. V. 11. P. 50.
46. Aikawa S., Joseph A., Yamada R., Izumi Y., Yamagishi T., Matsuda F., Kawai H., Chang J.-S., Hasunuma T., Kondo A. // Energy & Environmental Science. 2013. V. 6. № 6. P. 1844-1849.
47. Li S., Li F., Zhu X., Liao Q., Chang J.-S., Ho S.-H. // Chemosphere. 2022. V. 291. P. 132717.
48. Ahmed S.F., Mofijur M., Nahrin M., Chowdhury S.N., Nuzhat S., Alherek M., Rafa N., Ong H.C., Nghiem L.D., Mahlia T.M.I. // International Journal of Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 88. P. 37321-37342.
49. Happe T., Schütz K., Böhme H. // J Bacteriol. 2000. V. 182. № 6. P. 1624-1631.
50. Torzillo G., Scoma A., Faraloni C., Ena A., Johanningmeier U. // International Journal of Hydrogen Energy. 2009. V. 34. № 10. P. 4529-4536.
51. Manoyan J., Samovich T., Kozel N., Demidchik V., Gabrielyan L. // International Journal of Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 38. P. 16815-16823.
52. Laurinavichene T.V., Fedorov A.S., Ghirardi M.L., Seibert M., Tsygankov A.A. // International Journal of Hydrogen Energy. 2006. V. 31. № 5. P. 659-667.
53. Kosourov S.N., Ghirardi M.L., Seibert M. // International Journal of Hydrogen Energy. 2011. V. 36. № 3. P. 2044-2048.
54. Kosourov S., Tsygankov A., Seibert M., Ghirardi M.L. // Biotechnol Bioeng. 2002. V. 78. № 7. P. 731-740.
55. Xia A., Cheng J., Song W., Su H., Ding L., Lin R., Lu H., Liu J., Zhou J., Cen K. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. V. 51. P. 209-230.
56. Das D., Veziroğlu T N. // International Journal of Hydrogen Energy. 2001. V. 26. № 1. P. 13-28.
57. Wang Y., Ho S.-H., Yen H.-W., Nagarajan D., Ren N.-Q., Li S., Hu Z., Lee D.-J., Kondo A., Chang J.-S. // Biotechnology Advances. 2017. V. 35. № 8. P. 1049-1059.
58. Yun Y.-M., Jung K.-W., Kim D.-H., Oh Y.-K., Shin H.-S. // International Journal of Hydrogen Energy. 2012. V. 37. № 20. P. 15533-15539.
59. Nobre B.P., Villalobos F., Barragán B.E., Oliveira A.C., Batista A.P., Marques P.A.S.S., Mendes R.L., Sovová H., Palavra A.F., Gouveia L. // Bioresource Technology. 2013. V. 135. P. 128-136.
60. Batista A.P., Moura P., Marques P.A.S.S., Ortigueira J., Alves L., Gouveia L. // Fuel. 2014. V. 117. P. 537-543.
61. Yang Z., Guo R., Xu X., Fan X., Li X. // International Journal of Hydrogen Energy. 2010. V. 35. № 18. P. 9618-9623.
62. Roy S., Kumar K., Ghosh S., Das D. // Biomass and Bioenergy. 2014. V. 61. P. 157-166.
63. Wieczorek N., Kucuker M. A., Kuchta K. // Applied Energy. 2014. V. 132. P. 108-117.
64. Xia A., Cheng J., Ding L., Lin R., Song W., Zhou J., Cen K. // Applied Energy. 2014. V. 120. P. 23-30.
65. Yang Z., Guo R., Xu X., Fan X., Luo S. // Applied Energy. 2011. V. 88. № 10. P. 3468-3472.
66. Efremenko E.N., Nikolskaya A.B., Lyagin I.V., Senko O.V., Makhlis T.A., Stepanov N.A., Maslova O.V., Mamedova F., Varfolomeev S.D. // Bioresource Technology. 2012. V. 114. P. 342-348.
Рецензия
Для цитирования:
Самойлова Ю.В., Сорокина К.Н., Пармон В.Н. Применение биомассы микроводорослей для получения востребованных продуктов. Часть 4. Получение биотоплив из микроводорослей с использованием биотехнологических подходов. Катализ в промышленности. 2023;23(3):66-80. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2023-3-66-80
For citation:
Samoylova Yu.V., Sorokina K.N., Parmon V.N. The use of microalgae biomass for the production of marketable products. Part 4. The manufacture of biofuels from microalgae using bioengineering approaches. Kataliz v promyshlennosti. 2023;23(3):66-80. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2023-3-66-80