B/X ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΠΜΣ “ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ” Β10. Βιόμαζα (Βιοενέργεια) B/X Δ. Κουλλάς & Λ. Καραογλάνογλου

Παραγωγή βιοντίζελ Από χρησιμοποιημένα έλαια (π.χ. τηγανέλαια, κτλ.) – καθαρισμός, εκχυλίσεις, κτλ. Από ελαιούχα φυτά (π.χ. ελιά, ηλίανθος, ελαιοκράμβη) – εκχυλίσεις, … Από ΛΚ - πυρόλυση Από υδάτινα οικοσυστήματα, (π.χ. μικροφύκη) – καλλιέργεια, διαχωρισμοί

Σ. Δαμήλος, Διατριβή ΔΠΜΣ, 2014

Lipid content of various microalgae

Chemical composition of selected microalgae

Παραγωγή βιοντίζελ According to the US microalgal species program ASP five groups of microalgae are considered having high priority for biofuel production: diatoms (Class Bacillariophyceae), green algae (Class Chlorophyceae), golden‐brown algae (Class Chrysophyceae), prymnesiophytes or haptophytes (Class Prymnesiophyceae), and eustigmatophytes (Class Eustigmatophyceae).

Συνθήκες καλλιέργειας μικροφυκών (Θρεπτικά: Ν, Ρ, ...) Είδος Μικροφυκών Ένταση Ακτινοβολίας (μmol/m2/s) Θερμοκρασία (oC) pH Botrycoccus braunii 150 ± 10 25 6,3 Schizochytrium limacinum ⁻ 7,5 – 8,0 Nannochloropis sp. 300 26 – 27 7,0–8,0 Nitzischia laevis UTEX - 20 8,2 Chlorella vulgaris 76 6,0 Chlorella emersonii Chlorella minutissima UTEX2341 50 Chlorella protothecoides UTEX256 28 6,8 Σ. Δαμήλος, Διατριβή ΔΠΜΣ, 2014

Καταναλώσεις CO2 και παραγωγή βιομάζας μικροφυκών Μικροφύκη CO2 (%) Θερμοκρασία (oC) Παραγωγικότητα Βιομάζας (g/Lt ημέρα) Ρυθμός δέσμευσης CO2 (L ημέρα) Chlorococcum littorale 40 30 Ν/Α 1 Chlorella kessleri 18 0.087 0.163a Chlorella sp. UK001 15 35 >1 Chlorella vulgaris ─ 0.624 Air 25 0.04 0.075a 0.024 0.045a Chlorella sp. 42 N/A Dunaliella 3 27 0.17 0.313a Haematococcus pluvialis 16-34 20 0.076 0.143 Scenedesmus obliquus 0.009 0.016 0.031 Botryococcus braunii 25-30 1.1 >1.0 0.14 0.26 Spirulina sp. 12 0.22 0.413a aΥπολογισμένο βάση της παραγωγής της βιομάζας μέσω της εξίσωσης: Ρυθμός δέσμευσης CO2 = 1,88·παραγωγή βιομάζας, η οποία προέρχεται από την τυπική μοριακή σύνθεση της βιομάζας των μικροφυκών, CO0.48H1.83N0.11P0.01 Σ. Δαμήλος, Διατριβή ΔΠΜΣ, 2014

Ανοικτές Δεξαμενές (open raceway ponds)

Photo Bioreactor (PBR) Wikipedia

Processing microalgae biomass

Large scale algae production process including the additional process steps for the exploitation of the carbohydrates according to the specific approach

Biorefinery combining dual purpose microalgae-bacteria based systems of wastewater and Arthrospira cultivation using anaerobic effluents for the production of biofuels and high-value added products

Two alternative co-product scenarios

Comparison of types of sources for the oil production

Comparison of algal biodiesel with diesel and EN 14214 biodiesel standard

Comparison of algal biodiesel with diesel and EN 14214 biodiesel standard

Οι α’ ύλες περιέχουν τριγλυκερίδια Τransesterification Οι α’ ύλες περιέχουν τριγλυκερίδια Triglycerides (1) are reacted with an alcohol such as ethanol (2) to give ethyl esters of fatty acids (3) and glycerol (4): Wikipedia

Flow chart of direct transesterification method

Comparison of transesterification technologies

Μικροφύκη: -Παράγονται βιοχημικά -down-stream διεργασίες (παραλαβή λιπαρών, τρανσεστεροποίηση, αναβάθμιση, κτλ...) -προσεγγίσεις βιοδιυλιστηρίου