Wpływ dezintegracji ultradźwiękowej na efektywność ekstrakcji oleju z alg

• Autorzy: Rokicka M. , Zieliński M. , Dębowski M. , Kupczyk K. , Szwarc D.

Warianty tytułu

EN

The effect of ultrasonic disintegration on the effectiveness of oil extraction from algae

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wytrzymałość ścian komórkowych mikroalg sprawia, że lipidy nie są łatwo dostępne. Rozerwanie komórek jest procesem energochłonnym. W związku z tym, kluczem do zwiększenia wydajności ekstrakcji jest odpowiedni sposób niszczenia struktur komórkowych. Największą efektywnością odznacza się wykorzystanie ultradźwięków oraz promieniowania mikrofalowego. Do tej pory nie został jednak wskazany najbardziej efektywny sposób obróbki wstępnej mikroglonów. Celem badań było wskazanie, w jakim stopniu dezintegracja ultradźwiękowa wpływała na stopień uwalniania lipidów z biomasy mikroglonów Chlorella sp.. Zastosowanie sonifikacji skutecznie rozbiło ściany komórkowe mikroglonów pozwalając na pozyskanie lipidów. Najwyższą wydajność uzyskano przy 5 minutowym czasie inkubacji zawiesiny glonowej w dezintegratorze ultradźwiękowym dając 18% uzysk oleju.

EN

Although the procedures for inducing the microalgae to accumulate a large amount of oil are well-defined, the extraction of bio-oil still presents a challenge, particularly the destruction of algal cells before extraction. This process is impeded by the strength of the cell walls, which makes the procedure energy intensive. Thus, there is a need for an energy-efficient method to destroy cell walls. Thus it is necessary to make further studies and innovations for the extraction of lipids from microalgae. This study investigated the effect of different intensities and durations of ultrasonic pretreatment on the effectiveness of oil extraction and the structure of the cells of biomass Chlorella vulgaris. The use of sonification effectively broke the cell walls of microalgae allowing the obtaining of lipids. The highest yield was obtained with incubation time of 5 minutes and algae suspensions in an ultrasonic disintegrator to give 18% yield oil.

Słowa kluczowe

PL

mikroglony; dezintegracja ultradźwiękowa; ekstrakcja; biodiesel

EN

microalgae; sonification; extraction; biodiesel

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 9678--9683, CD3
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Rokicka M.

• University of Warmia and Mazury, Department of Environmental Engeenering, Olsztyn, Poland

autor

Zieliński M.

• University of Warmia and Mazury, Department of Environmental Engeenering, Olsztyn, Poland

autor

Dębowski M.

• University of Warmia and Mazury, Department of Environmental Engeenering, Olsztyn, Poland

autor

Kupczyk K.

• University of Warmia and Mazury, Department of Environmental Engeenering, Olsztyn, Poland

autor

Szwarc D.

• University of Warmia and Mazury, Department of Environmental Engeenering, Olsztyn, Poland

Bibliografia

• [1] Adam F., Abert-Vian M., Peltier G., Chemat F.: ‘‘Solvent-free’’ ultrasoundassisted extraction of lipids from fresh microalgae cells: a green, clean and scalable process, “Bioresource Technology”, 114/2012, s. 457–465.
• [2] Araujo G., Matos L., Fernandes J., Cartaxo S.,Gonçalves L., Fernandes F., Farias W.: Extraction of lipids from microalgae by ultrasound application: Prospection of the optimal extraction method, “Ultrasonics Sonochemistry”, 20/2013, s. 95–98.
• [3] Dąbrowski W., Bednarski W.: Perspektywy zastosowania oleju z alg w produkcji biodiesla, „Nauki inżynierskie i technologie”, 4(7)/2012, s. 19-35.
• [4] Demirbas A., Demirbas M.F.: Importance of algal oil as a source of biodiesel, “Energy Conversion and Management”, 52/2011, s. 163–170.
• [5] Demirbas M.F.: Biofuels from algae for sustainable development, “Appl. Energy”, 88/2011, s. 3473–3480.
• [6] Feng P., Deng Z., Fan L., Hu Z.: Lipid accumulation and growth characteristics of Chlorella zofingiensis under different nitrate and phosphate concentrations, “Journal of Bioscience and Bioengineering”, 114(4)/2012, s. 405–410.
• [7] Fu C.C., Hung T.C., Chen J.Y., Su C.H., Wu W.T.: Hydrolysis of microalgae cell walls for production of reducing sugar and lipid extraction, “Bioresour. Technol.”, 101/2010, s. 8750–8754.
• [8] Gerde A., Montalbo-Lomboy M., Yao L., Grewell D., Wang T.: Evaluation of microalgae cell disruption by ultrasonic treatment,” Bioresource Technology “, 125/2012, s. 175–181.
• [9] Halim R., Danquah M., Webley P.: Extraction of oil from microalgae for biodiesel production: A review, “Biotechnology Advances”, 30/2012, s. 709–732.
• [10] Keris-Sen U., Sen U., Soydemir G., Gurol M.: An investigation of ultrasound effect on microalgal cell integrity and lipid extraction efficiency, “Bioresource Technology”, 152/2014, s. 407–413.
• [11] Kłosowski G., Macko D., Mikulski D.: Rozwój metod biotechnologicznych produkcji biopaliw ze źródeł odnawialnych, „Ochrona środowiska i zasobów naturalnych”, 45/2010, s. 118-135.
• [12] Lee J., Yoo Ch., Jun s., Ahn Ch., Oh H.: Comparison of several methods for effective lipid extraction from microalgae, “Bioresource Technology”, 101/2010, s. 75–77.
• [13] McMillan J., Watson I., Ali M., Jaafar W.: Evaluation and comparison of algal cell disruption methods Microwave, waterbath, blender, ultrasonic and laser treatment, “Applied Energy”, 103/2013, s. 128–134.
• [14] Prabakaran P., Ravindran A.: A comparative study on effective cell disruption methods for lipid extraction from microalgae, “Lett. Appl. Microbiol.”, 53(2)/(2011), s. 150-154.
• [15] Ranjan A., Patil C., Moholkar S.V: Mechanistic assessment of microalgal lipid extraction, “Ind. Eng. Chem. Res.”, 49/2010, s. 2979–2985.
• [16] Renaud S.M., Thinh L.V., Lambrinidis G., Parry D.L.: Effect of temperature on growth, chemical composition and fatty acid composition of tropical Australian microalgae grown in batch cultures, “Aquaculture”, 211(1–4)/2002, s. 195–214.
• [17] Satyanarayana K., Mariano A., Vargas J.: A review on microalgae, a versatile source for sustainable energy and materials, “Int. J. Energy Res.”, 35/2011, s. 291–311.
• [18] Shimamura R., Watanabe S., Sakakura Y, Shiho M., Kaya K.,Watanabe M.: Development of Botryococcus seed culture system for future mass culture, “Procedia Environmental Sciences”, 15/2012, s. 80 – 89.
• [19] Singh A., Nigam P.S., Murphy J.D.: Renewable fuels from algae: an answer to debatable land based fuels, “Bioresour Technol”, 102/2011, s. 10–16.
• [20] Šoštarič M., Klinar D., Bricelj M., Golob J., Berovič M., Likozar B.: Growth, lipid extraction and thermal degradation of the microalgae Chlorella vulgaris, “New Biotechnology”, 29(3)/2012, s. 325–331.
• [21] Teo, C.L., Madiha, A., Attaullah, B., Mohamad, T., Afendi, M.Y., Idris, A.: Enhancing growth and lipid production of marine microalgae for biodiesel production via the use of different led wavelengths, “Bioresour. Technol.”, 62/2014, s. 38–44.