Συγκομιδή μικροαλγών με χρήση μαγνητικών σωματιδίων και εκχύλιση με υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα - Λογοθέτης, Δημήτριος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ). Εργαστήριο Θερμοδυναμικής και Φαινομένων Μεταφοράς, 2016)
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.