Η αναζήτηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την προστασία του περιβάλλοντος είναι ένα πολύ σημαντικό ζήτημα για όλες τις αναπτυγμένες χώρες παγκοσμίως για αυτό και έχει δοθεί μεγάλο ενδιαφέρον στην αξιοποίηση του φυσικού πλούτου. Τα μικροφύκη αποτελούν σημαντικά εργαλεία ως περιβαλλοντικοί παράγοντες αλλά και ως πρώτη ύλη για την ανάπτυξη βιοκαυσίμων υψηλής ποιότητας ως εναλλακτικές πηγές ενέργειας. συμβάλλοντας παράλληλα και στην ενίσχυση της οικονομίας.

Τα μικροφύκη είναι αυτότροφοι ευκαρυωτικοί και προκαρυωτικοί μονοκύτταροι οργανισμοί. Χαρακτηρίζονται από μεγάλη ποικιλομορφία, χημική σύσταση πλούσια σε πρωτεΐνες, λιπίδια και υδατάνθρακες και παράγουν το 40–50% του οξυγόνου της ατμόσφαιρας. Η πλούσια χημική τους σύσταση, τα καθιστά ένα πολύ καλό μέσο για την παραγωγή βιοκαυσίμων. Αρκετά είδη μικροφυκών (π.χ. πράσινα φύκη (Chlorophyta), Botryococcus braunii, Schizochytrium sp., Dunaliella tertiolecta, Dunaliella sp., και Neochloris oleoabundans) αποτελούν σημαντικές πηγές λιπιδίων για την παραγωγή βιοντίζελ, μέσω της αντίδρασης μετεστεροποίησης.

Τα μικροφύκη παρουσιάζουν πολλές σημαντικές βιολογικές ιδιότητες (αντιοξειδωτική, αντιβακτηριακή, αντικαρκινική, ανοσορρυθμιστική) γεγονός που τα κάνει σημαντικά συμπληρώματα διατροφής αλλά και σημαντικούς φαρμακευτικούς παράγοντες. Επίσης, η ικανότητά τους να δεσμεύουν βαρέα μέταλλα, χρωστικές, νιτρικά, φωσφορικά και άλλους ρύπους τα κάνει να βρίσκουν σημαντική εφαρμογή ως προσροφητικά για τον καθαρισμό υδατικών συστημάτων και λυμάτων από τοξικούς ρύπους.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε μελέτη των μικροφυκών και της αξιοποίησής τους τόσο για την παραγωγή βιοντίζελ όσο και για τον καθαρισμό μολυσμένων περιβαλλοντικών συστημάτων από τοξικούς ρύπους. Συγκεκριμένα, έγινε διερεύνηση του τρόπου παραγωγής βιοντίζελ από μικροφύκη μέσω της αντίδρασης μετεστεροποίησης. Επίσης έγινε ανάλυση της ικανότητας των μικροφυκών να χρησιμοποιούνται ως ροφητές για την απομάκρυνση βαρέων μετάλλων και χρωστικών ουσιών. Μέσα από βιβλιογραφική ανασκόπηση έγινε συλλογή πληροφοριών σχετικά με τις συνθήκες που έχουν εφαρμοστεί για την απομάκρυνση αυτών των τοξικών ρύπων καθώς και ανάλυση των σημαντικών παραμέτρων (pH, χρόνος επαφής, συγκέντρωση προσροφητικού, συγκέντρωση ιόντων) που εφαρμόζονται σε μια διεργασία προσρόφησης.

Searching for renewable energy sources for environmental protection is a very important issue for all developed countries worldwide, and that is the reason why great interest has been given to the exploitation of natural wealth. Microalgae are important tools as environmental factors but also as raw materials for the development of high–quality biofuels as alternative energy sources, while also contributing to strengthening the economy.

Microalgae are autotrophic eukaryotic and prokaryotic unicellular organisms. Their main characteristics are great diversity, abundant chemical composition in proteins, lipids and carbohydrates and the production of the 40–50% of oxygen in the atmosphere. Their abundant chemical composition makes them a particularly good medium for the production of biofuels. Several species of microalgae (e.g. green algae (Chlorophyta), Botryococcus braunii, Schizochytrium sp., Dunaliella tertiolecta, Dunaliella sp., and Neochloris oleoabundans) are important sources for the production of biodiesel, through the transesterification reaction.

Microalgae have many important biological properties (antioxidant, antibacterial, anticancer, immunomodulatory) which makes them important nutritional supplements and important pharmaceutical agents. Also, their ability to bind heavy metals, pigments, nitrates, phosphates and other pollutants makes them significant adsorbents for the purification of water systems and wastewater from toxic pollutants.

In this diploma thesis, a study of microalgae and their utilization for both the production of biodiesel and for the purification of contaminated environmental systems from toxic pollutants was carried out. Specifically, there was an evaluation of the method of producing biodiesel from microalgae through the transesterification reaction. The ability of microalgae to be used as sorbents for the removal of heavy metals and dyes was also analyzed. Through a detailed search in the literature, information was collected regarding the conditions that have been applied for the removal of these toxic pollutants as well as an analysis of the important parameters (pH, contact time, adsorbent concentration, ion concentration) which were applied in an adsorption process.