Διαχωρισμός συνεχούς ροής μαγνητικά τροποποιημένων κυττάρων άλγης

Λυμπέτη, Αιμιλία; Lympeti, Aimilia

dc.contributor.author	Λυμπέτη, Αιμιλία	el
dc.contributor.author	Lympeti, Aimilia	en
dc.date.accessioned	2018-01-25T11:18:50Z
dc.date.available	2018-01-25T11:18:50Z
dc.date.issued	2018-01-25
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46305
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7950
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Άλγες	el
dc.subject	Μαγνητικός διαχωρισμός	el
dc.subject	Νανοσωματίδια	el
dc.subject	Προσομοιώσεις	el
dc.subject	Μικροφύκη	el
dc.subject	Μαγνητισμός	el
dc.subject	Algae	en
dc.subject	Magnetic seperation	en
dc.subject	Nanoparticles	en
dc.subject	Microalgae	en
dc.subject	Magnetism	en
dc.subject	Simulations	en
dc.title	Διαχωρισμός συνεχούς ροής μαγνητικά τροποποιημένων κυττάρων άλγης	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Επιστήμη υλικών	el
heal.classification	Μαγνητικός διαχωρισμός	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-27
heal.abstract	Τις τελευταίες δεκαετίες, η εφαρμογή νανοσωματιδίων οξειδίου του σιδήρου έχει καθιερωθεί σε διάφορους τεχνολογικούς τομείς, όπως ο μαγνητικός διαχωρισμός των βιομορίων, οι βιοαισθητήρες, η παραγωγή βιοκαυσίμων, η νανοπροσρόφηση και άλλοι. Ταυτόχρονα τα τελευταία χρόνια τα μικροφύκη έχουν συγκεντρώσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον καθώς οι χρήσεις τους και τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν είναι πολλά. Μέχρι στιγμής η βιομηχανική τους παραγωγή είναι περιορισμένη λόγω της μη συνεχούς ροής στην παραγωγή ενώ διάφορα άλλα μειονεκτήματα όπως η απαιτούμενη ενεργεία, η συγκέντρωση της παραγόμενης άλγης άλλα και ο όγκος νερού αυξάνουν σημαντικά τα κόστη. Ωστόσο οι πάρα πολλές εφαρμογές της μικροάλγης που κυμαίνονται από λιπάσματα, φάρμακα, καθαριστικά υδάτων έως και βιοκαύσιμα αποτελούν αφετηρία για περαιτέρω έρευνα και αναζήτηση τρόπων παραγωγής που να ξεπερνούν τους τεχνοοικονομικούς περιορισμούς. Σε αυτή την εργασία, εισάγεται μια καινοτόμος εφαρμογή της μαγνητικής νανοτεχνολογίας, που βασίζεται στην εισαγωγή νανοσωματιδίων υπερπαραμαγνητικού οξειδίου του σιδήρου στο κυτταρόπλασμα μικροφυκών, προκειμένου να τους προσδώσει μαγνητικές ιδιότητες. Με βάση αυτές τις ιδιότητες τα μαγνητικά κύτταρα μέσα από ένα σύστημα συνεχούς ροής θα διαχωρίζονται σε πρώτο στάδιο με την βοήθεια ηλεκτρομαγνητών και σε δεύτερο στάδιο θα εναποτίθενται σε κατάλληλες επιφάνειες όπου θα αναπαράγονται και θα περισυλλέγονται. Αυτή η εργασία εστιάζει στο πρώτο κομμάτι, αυτό του διαχωρισμού των μαγνητικών κυττάρων και μελετά μέσω προσομοιώσεων και πειράματος τον τρόπο που τα μαγνητικά κύτταρα άλγης μπορούν να διαχωριστούν από τα κύτταρα που δεν έχουν προσλάβει νανοσωματίδια και από τα ελεύθερα μαγνητικά νανοσωματίδια αλλά και πως αυτά μπορούν να ανακυκλωθούν και να επαναχρησιμοποιηθούν. Πιο συγκεκριμένα μελετάται το κατά πόσο οι προσομοιώσεις είναι αξιόπιστες και αν με την χρήση αυτών μπορεί να λειτουργήσει ένα σύστημα διαχωρισμού μαγνητικών νανοσωματιδίων από ένα υγρό διάλυμα με την χρήση ηλεκτρομαγνητών, με στόχο την κλιμάκωση της διαδικασίας σε κύτταρα άλγης. Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου είναι πολλά και σημαντικά για την μείωση του κόστους παραγωγής. Τα μαγνητικά μικροφύκη θα μπορούσαν να αποτελέσουν μια λύση αιχμής για την παραγωγή / καλλιέργεια και τη συγκομιδή μικροφυκών, καθώς και την κλιμάκωση των συστημάτων μετασχηματισμού της βιομάζας, προκειμένου να αναπτυχθούν νέες τεχνολογίες για ολοκληρωμένα βιο-διυλιστήρια βιομάζας από υδάτινη ή θαλάσσια βιομάζα.	el
heal.abstract	In the last decades, iron oxi de nanoparticle application ha s been established in several t echnological fields, such as magnetic separation of biomolecules, biosensors, bio - fuel production, nano - adsorption and others. At the same time, in the last few years, microalgae have gained special interest because they offer great uses and advantages . So far, their industrial production is limited due to non - continuous production flow. Moreover, other disadvantages such as, the required energy, the concentration of the produced algae and the volume of water, increase significantly their costs. However, t he wide applications of microalgae, ranging from fertilizers, drugs, water purifiers to biofuels, are the starting point for further research and exploration of ways of production that go beyond techno - economic constraints. In this paper, an innovative app lication of magnetic nanotechnology, based on the introduction of superparamagnetic iron oxide nanoparticles into the microprojectile protoplasm, in order to confer their magnetic properties is introduced. Based on these properties, the magnetic cells thro ugh a continuous flow system will be , at first , separated by electromagnets, and second ly , they will be deposited on appropriate magnetic surfaces where they will be reproduced and collected. This work focuses on the first part of magnetic cell separation and studies simulations and experiments how algae magnetic cells can be separated from nanoparticle - free cells and magnetic nanoparticles that hadn’t introduced inside cells and how those two can be recycled and reused. More specifically, it is examined w hether the simulations are reliable, and if with their use , magnetic nanoparticles can be separated from a liquid solution using electromagnets , aiming at the escalat ion of the process into algae cells. This method has multiple major advantages on how to reduce production costs. Magnetic micro - algae could be a cutting - edge solution for the production / cultivation and harvesting of micro - algae, as well as the scaling up of biomass transformation systems, in order to develop new technologies for integrated biomass bio - refineries from aquatic or marine biomass	en
heal.advisorName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.advisorName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Τσετσέκου, Αθηνά	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	115 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true