Συγκομιδή μικροαλγών με χρήση μαγνητικών σωματιδίων και εκχύλιση με υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα

Λογοθέτης, Δημήτριος; Logothetis, Dimitrios

dc.contributor.author	Λογοθέτης, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Logothetis, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2016-07-27T11:21:21Z
dc.date.available	2016-07-27T11:21:21Z
dc.date.issued	2016-07-27
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43299
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12133
dc.rights	Default License
dc.subject	Μικροάλγη	el
dc.subject	Συγκομιδή	el
dc.subject	Κυτταρική διάρρηξη	el
dc.subject	Υπερκρίσιμη εκχύλιση	el
dc.subject	Microalgae	en
dc.subject	Harvesting	en
dc.subject	Cell disruption	en
dc.subject	Supercritical extraction	en
dc.title	Συγκομιδή μικροαλγών με χρήση μαγνητικών σωματιδίων και εκχύλιση με υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοτεχνολογία	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/17d26c7ad4b1baa3e1976533f499eef793ef5338
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-03-03
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσης διπλωματικής εργασίας αποτέλεσε η μελέτη της συγκομιδής βιομάζας μικροαλγών Nannochloropsis oceanica με χρήση μαγνητικών σωματιδίων και η εκχύλιση των ενδοκυτταρικών τους προϊόντων με υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα. Τα μικροάλγη είναι μικροοργανισμοί που συγκεντρώνουν πολύ μεγάλο ενδιαφέρον στις μέρες μας λόγω των ενδοκυτταρικών τους προϊόντων και χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας, συμπληρωμάτων διατροφής, καλλυντικών κ.ά. Εξαιτίας της πολύ χαμηλής τους συγκέντρωσης, η επεξεργασία τους για την περεταίρω εκμετάλλευσή τους καθίσταται ιδιαίτερα απαιτητική. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας, αναπτύχθηκε μία μέθοδος μαγνητικού διαχωρισμού για την συγκομιδή της βιομάζας των μικροαλγών με εφαρμογή εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Επίσης, εξετάστηκε η διάρρηξη του κυτταρικού τοιχώματος των μικροαλγών με εκτόνωση από υψηλή πίεση με χρήση υπερκρίσιμου CO2, και εφαρμόστηκε η μέθοδος Folch για τον προσδιορισμό του λιπιδικού τους περιεχομένου. Ακόμη, μελετήθηκε η υπερκρίσιμη εκχύλιση βιομάζας που προηγουμένως έχει υποστεί εκτόνωση από υψηλή πίεση, και προσδιορίστηκε η απόδοση της εκχύλισης. Εξετάστηκαν διάφοροι παράμετροι που επηρεάζουν την απόδοση της συγκομιδής των μικροαλγών μεταξύ των οποίων η επίδραση του pH, της αναλογίας μαγνητικών σωματιδίων, του χρόνου μαγνήτισης, του ρυθμού και του χρόνου ανάδευσης στη συγκομιδή του είδους Nannochloropsis oceanica. Η πειραματική μελέτη έδειξε ότι για pH= 10, ανάδευση 10 λεπτών στις 250 στροφές και διπλάσια μάζα μαγνητικών σωματιδίων σε σχέση με αυτή της βιομάζας, επετεύχθη απόδοση της τάξης του 99%. Όσο αφορά τη διάρρηξη της κυτταρικής μεμβράνης των μικροαλγών, η εκτόνωση από υψηλή πίεση αποδείχθηκε πως αυξάνει την απόδοση της εκχύλισης των ενδοκυτταρικών προϊόντων. Τέλος, η υπερκρίσιμη εκχύλιση με CO2 στους 40 οC και στα 250 bar οδήγησε σε απόδοση της τάξης του 37% του συνολικού λιπιδικού περιεχομένου. Αύξηση της απόδοσης της εκχύλισης είναι δυνατή με αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσης εκχύλισης αλλά και με τη χρήση συνδιαλύτη.	el
heal.abstract	The aim of this diploma thesis was the harvesting of microalgae biomass of Nannochloropsis oceanica by using magnetic particles and the supercritical extraction of their intracellular products with carbon dioxide. Microalgae are microorganisms, which gather great interest nowadays because of their intracellular products and are used for energy production, food supplements, cosmetics etc. Due to their very low concentration, process becomes very demanding and time consuming. In the context of this work, a magnetic separation method for the harvesting of microalgae biomass by applying an external magnetic field was developed. The cell disruption was also studied by applying supercritical CO2 of high pressure, and the Folch method was used in order to determine the lipid content. Furthermore, the supercritical extraction of pretreated biomass was examined and the efficiency of extraction was determined. As far as magnetic separation is concerned, the influence of pH, mass ratio of magnetic particles, the magnetization time, stirring speed and stirring time in the magnetic separation of Nannochloropsis oceanica were examined. Experimental study showed that pH = 10, 10 minutes stirring at 250 rpm and 2:1 ratio of magnetic particles to biomass, leaded to 99% efficiency. In addition, cell disruption by application of high pressure proved that it had increased the efficiency of the extraction of intracellular products. Finally, supercritical extraction by CO2 at 40 ° C and 250 bar led to the extraction of 37% of the total lipid content. More severe extraction conditions (higher T and P) as well as the use of co-solvent would possibly improve the efficiency.	en
heal.advisorName	Μαγουλάς, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαγουλάς, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Βουτσάς, Επαμεινώνδας	el
heal.committeeMemberName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ). Εργαστήριο Θερμοδυναμικής και Φαινομένων Μεταφοράς	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	90 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true