可再生能源基础与应用杂志
开放获取

抽象的

用于工业生产生物柴油的微藻收获方法：批判性回顾和比较分析

玛丽亚姆·阿尔·哈塔布、阿卜杜勒·加利和阿迈勒·哈穆德

微藻生物质可用于生产多种增值产品，如生物柴油、生物乙醇、沼气和生物氢、鱼饲料、动物饲料、人类食品补充剂和皮肤护理产品。从微藻生物质生产增值产品需要生长和回收藻类生物质以及所需产品的提取和下游加工。然而，在工业规模上使用微藻生物质生产生物柴油和其他增值产品的主要障碍是脱水步骤，该步骤占微藻生产和加工相关总成本的20-30%。本研究的目的是回顾当前用于收获和浓缩微藻的方法，并进行比较分析，以确定大规模加工微藻生物质的最有效和经济可行的脱水方法。研究的收获技术包括沉降、真空过滤、压滤、错流过滤、盘式离心机、卧螺离心机、分散气浮、溶气气浮、流体振荡、无机絮凝、有机絮凝、自絮凝、生物絮凝、电解混凝、电解絮凝和电解浮选。使用八个标准来评估这些微藻收获技术：(a) 脱水效率 (b) 成本 (c) 毒性 (d) 工业规模的适用性 (e) 时间 (f) 物种特异性 (g) 介质的可重​​复使用性和 (h) 维护。根据每个标准的重要性程度，为每个标准分配 7 到 15 分之间的分数。较高的值被赋予被认为对于开发高效且经济的大规模微藻脱水方法最重要的标准，而较低的值被赋予被认为对于确定合适的方法必要但被认为不太重要的标准。结果表明，在评估的16种方法中，有4种得分值为80/100及以上，被认为适合工业规模收获微藻。三是物理技术（碟式离心机 (87/100)、错流过滤 (84/100)、卧螺离心法（82/100）），第四种是有机絮凝法（80）。这些技术被认为适合大规模使用，因为它们有效、运营成本低、适合多种物种、速度快、维护要求最低并且对环境友好。其他方法被认为是不合适的，因为它们不能有效地对多种微藻物种进行脱水，不适合大容量，成本高昂且需要大量维护。尽管每种最佳技术都因其优点而被认为适合微藻的收获，但也可以使用多种方法的组合来提高回收效率并提高经济性。使用有机絮凝作为浓缩藻类悬浮液的初始收获步骤和作为二次脱水步骤的离心（或过滤）将减少与脱水相关的时间和成本。絮凝可以有效地从大量液体介质中去除藻类，因此，通过将其用作二级技术，可以降低与能源密集型离心和过滤技术（单独使用）相关的成本，因为更少体积的微藻悬浮液将接受二级处理。