微藻细胞破壁是提取胞内油脂的关键步骤,且是长期以来困扰微藻油脂产业的瓶颈问题。超声空化法和水力空化法都是利用液体介质中形成的空化作用,对靠近细胞膜的细胞周质进行破坏,达到细胞破壁的目的。两种方法耗能较低、破碎均匀、易于操作且有望实现连续化和规模化破壁,相对于其他破壁方法优势明显。本文利用超声空化法开展了小球藻细胞破壁试验,研究结果表明:各因素对油脂提取率影响程度的大小顺序为:功率、细胞密度、藻液量、时间、温度、分散剂浓度。综合考虑对油脂提取率和能量消耗的影响,试验最优的参数组合为:超声功率220W,温度25℃,处理时间6min,细胞密度0.2g/ml,处理量120ml,分散剂浓度0.4g/m。在水力空化细胞破壁技术方面,将多孔板、文丘里管及尾涡空化等空化技术融为一体,结合数值模拟软件FLUENT,设计了一套水力空化细胞破壁循环装置,并进行了细胞破壁处理。数值模拟结果表明:对于多孔板,减小孔径、增加孔板厚度和孔数使得空化强度增强;圆形交错的孔分布方式空化效果要优于圆形阵列分布。对于文丘里管,尖角过渡型的文丘里管空化效果最佳;喉部直径增加,文丘里管的空化效果减弱,但对空泡开始溃灭的位置无影响;渐缩段长度的变化对空化效果影响不大,但对空泡开始溃灭的位置的有较明显的影响;增加渐扩段长度和减小管道直径使得空化效果加强,空泡开始溃灭的位置离喉部变远。利用水力空化装置对微拟绿球藻进行破壁处理试验,试验结果表明:对于不同细胞密度的微藻悬浊液,处理时间达到30min,破壁率均可达到90%以上,但随着细胞密度的提高,破壁效果下降;入口压力由0.1MPa提高到0.25MPa,细胞破壁率提高约30%;空化器转速由0增加到1200rad/min,破壁率提高约20%;与超声空化相比,水力空化法破壁更充分、更均匀,且处理量远高于超声空化。最后,利用超声波辅助碱催化条件下的酯交换反应,分别以微藻粗油和微藻藻粉为原料,开展了生物柴油制备试验。并对比研究了产物油与0#石化柴油在元素组成和理化性能方面的差异。结果表明:破壁处理使得小球藻生物柴油转化率提高约90%;生物柴油与0#石化柴油具有相似的元素组成和理化性能;与一步法制备的生物柴油相比,本方法得到的生物柴油碳链长度较低,其黏度和冷凝点略高于0#石化柴油产品。