Βιοτεχνολογική αξιοποίηση αγρο/κτηνοτροφικών και λοιπών οργανικών υγρών αποβλήτων, με καλλιέργεια μικροφυκών και δέσμευση CO2, προς παραγωγή προϊόντων προστιθέμενης αξίας, υπό την έννοια του βιοδιυλιστηρίου

Natural Wastewater Treatment with Microalgal Biomass Cultivation and CO2 Capture towards Value-added Products, under the Biorefinery Concept (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Ιακωβίδου, Γεσθημανή
  3. Διαχείριση Αποβλήτων (ΔΙΑ)
  4. 04 Μαίου 2019 [2019-05-04]
  5. Ελληνικά
  6. 111
  7. Καραγιάννης, Βάιος
  8. Καραγιάννης, Βάιος | Κομνίτσας, Κωνσταντίνος
  9. Απόβλητα | Μικροφύκη | Βιομάζα | Δέσμευση CO2 | Βιοδιυλιστήριο
  10. 61
  11. Περιέχει : πίνακες, εικόνες
    • Στην παρούσα εργασία, μελετάται η ανάπτυξη βιομάζας μικροφυκών σε υποστρώματα αποβλήτων για την ικανοποιητική επεξεργασία υγρών αποβλήτων, με ταυτόχρονη παραγωγή προϊόντων προστιθέμενης αξίας και βιοκαυσίμων. Πρόκειται για ένα ερευνητικό πεδίο που, ενώ ξεκίνησε πριν από 50 χρόνια, παρουσιάζει αλματώδη ανάπτυξη στις μέρες μας. Τα απόβλητα που μπορούν να επεξεργαστούν με μικροφύκη, καλύπτουν ένα μεγάλο εύρος, όπως αστικά, γαλακτοκομικά, πτηνοτροφικά, χοιροτροφικά, ζαχαροβιομηχανίας, χαρτοβιομηχανίας, κλωστοϋφαντουργίας, βιομηχανίας εκρηκτικών υλών και άλλα. Παράλληλα επιτυγχάνεται βιοαποκατάσταση, καθώς τα μικροφύκη μπορούν να μεταβολίσουν οργανικές ενώσεις, βαρέα μέταλλα, αζωτούχες και φωσφορούχες αλλά και πληθώρα φαρμακευτικών ουσιών, τα οποία αποτελούν μια αναδυόμενη περιβαλλοντική ανησυχία, για να αυξήσουν την βιομάζα τους, λύνοντας έτσι και τα φαινόμενα ευτροφισμού στους τελικούς αποδέκτες. Παράλληλα, αξιολογείται η δράση των μικροφυκών ως παράγοντες δέσμευσης του CO2, καθώς η βιολογική μετατροπή του αποτελεί μια ελπιδοφόρα και βιώσιμη εναλλακτική λύση για την μείωση του CO2 στην ατμόσφαιρα, με ταυτόχρονη επεξεργασία αποβλήτων και παραγωγή προϊόντων προστιθέμενης αξίας. Πρόκειται για μια βιολογική μέθοδο δέσμευσης του CO2, ιδιαίτερα σημαντική, διότι τα μικροφύκη μέσω των φωτοσυνθετικών μηχανισμών είναι πολύ πιο αποτελεσματικά έναντι των χερσαίων φυτών. Όλα τα παραπάνω διερευνώνται στα πλαίσια του βιοδιυλιστηρίου μικροφυκών, το οποίο είναι σχετικά νέο σε σύγκριση με τις τεχνολογίες και τις βιομηχανίες ενεργειακών καλλιεργειών και πετρελαίου. Από τεχνολογικής άποψης πρόκειται για βιοδιυλιστήρια τρίτης γενιάς, από τα οποία μπορεί να παραχθεί ενέργεια, αλλά και προϊόντα προστιθέμενης αξίας, όπως β-καροτένιο, ασταξανθίνη, εικοσαπεντανοϊκό οξύ, βιοαποδομήσιμα πλαστικά. Η βιομάζα των μικροφυκών θεωρείται μία από τις πιο ελπιδοφόρες πρώτες ύλες παραγωγής βιοκαυσίμων, όπως βιοντίζελ, βιομεθανίου, βιουδρογόνου και βιοαιθανόλης, που παρέχει παράλληλα εναλλακτικές λύσεις για την παραγωγή προϊόντων που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανίες τροφίμων, ζωοτροφών, καλλυντικών και υγείας, εδαφοβελτιωτικών και βιοπλαστικών.
    • In the present study, microalgal biomass cultivation on waste-based substrates is studied, for an efficient natural wastewater treatment with concurrent generation of value-added products and biofuels. It is a research field that was launched several years ago and now is showing a tremendous growth. A wide range of effluents can be processed with microalgae culture, such as municipal, dairy, poultryhouse, piggery, slaughterhouse, sugarcane mill, paper and textile industry, energetic-laden wastewaters and others. Bioremediation is possible, because microalgae can metabolize organic compounds, heavy metals, nitrogen, phosphorus, and many pharmaceutical substances, which constitute emerging environmental concerns, to increase their biomass thus addressing eutrophication phenomena occurring in water reservoirs. Besides, the beneficial action of microalgae as potential CO2 capture agents is evaluated. Actually, bioconversion represents a promising and viable alternative for CO2 mitigation in the atmosphere, with simultaneous wastewater processing and value-added products development. It is a biological method of carbon capture and utilization (CCU), particularly important, as microalgae exhibit much more effective photosynthetic mechanisms than other terrestrial plants. The above issues are investigated within the framework of the microalgae biorefinery concept, which is innovative compared to the first generation biorefineries from edible crops and second generation biorefineries from agro-waste lignocellulosic biomass. From a technological point of view, these are the third generation biorefineries, from which, energy but also value-added products such as β-carotene, astaxanthin, eicosapentaenoic acid (EPA), docosahexaenoic acid (DHA), and fatty acid methyl esters (FAME), can be produced. Moreover, microalgae is considered to be one of the most promising natural resource for production of biofuels, including biodiesel, biomethane, biohydrogen and bioethanol. Furthermore, microalgal biomass provides alternatives for the development of human nutrition products, animal and aquatic feed, cosmetics and pharmaceuticals, biofertilizers and bioplastics.
  13. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.