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Produzione di biodiesel da microalghe

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INDICE INTRODUZIONE………………………………………………………………………………1 CAPITOLO 1- I biocarburanti………………………………………………………………….3 1.1 Concetti generali e principali vantaggi dei biocombustibili………………………………3 1.2 Classificazione di biocombustibili…………………………………..……………………5 1.3 Alcuni biocarburanti……..……………………………………………………………….5 1.3.1 Il bioetanolo…………………………………………………………………………..5 1.3.2 Il biogas……………………………………………………………………………….7 1.3.3 Il bio-idrogeno………………………………………………………………………...8 1.4 Il biodiesel………………………………………………………………………………10 1.4.1 Cosa è il biodiesel? ………………………………………………………………….10 1.4.2 In principio: biodiesel..………………………………………………………………11 1.4.3 Risorse di oli vegetali..………………………………………………………………12 1.4.4 Proprietà del biodiesel……………….………………………………………………14 1.4.5 Performance………………………………………………………………………….16 1.4.6 Biodegradabilità……………………………………………………………………...18 CAPITOLO 2- Le microalghe………………………………………………………………...19 2.1 Cosa sono le microalghe?.……………………………………………………………….19 2.2 Struttura della cellula vegetale………………………………..……….………………...19 2.3 Strutture esterne dei cianobatteri………………………...………………………………23 2.4 Classificazione delle microalghe………………………………………………………...24 2.5 Perché usare le microalghe per produrre biodiesel……………………………………...25 2.6 Produttività delle microalghe…………………………………………….……………...26 2.7 Nutrienti necessari……………………………………………..………………………...29 2.8 Crescita dei microrganismi………………..…………………………………...………...30 2.8.1 Fasi di crescita……………………………………………………..………………...30 2.8.2 Legge di Liebig, dipendenza dai nutrienti…………………………………………...32 2.9 Alcuni criteri per scegliere la stirpe microalgale………………………………………...35 2.10 Scelta della produzione………………………………………………………………...36 2.10.1 Foto-autotrofa……………………………………………………….……………...36 2.10.2 Eterotrofa…………………………………………………………………………...37 2.10.3 Mixotrofa…………………………………………………………………………...37 2.11 Fattori influenti………………………………………………………………………....38 2.11.1 Limite teorico dell’efficienza della fotosintesi………………..……………………38 2.11.2 Temperatura………………………………………………………………………...39 2.11.3 Luce………………………………………………………………………………...43 2.11.4 Assorbimento CO 2…………………………………………………………..……...49 2.11.5 Biostimolazione alternativa………………………………………………………...51 CAPITOLO 3- La produzione del biodiesel. …………………………………………………53 3.1 Sistemi per la crescita…………………………………………………………….……...53 3.1.1 Criteri da considerare………………………………………………………………...53 3.1.2 Fonti di luce………………………………………………………..………………...55 3.1.3 Sistemi aperti………………………………………………………………………...57 3.1.4 Sistemi chiusi………………………………………………………………………...58 3.1.5 Fotobioreattori a tubi verticali……………………………………………………….60 3.1.6 Fotobioreattori a pannelli piani.………………………………………………...……61 3.1.7 Fotobioreattori a tubi orizzontali…………………………………………………….62 3.1.8 Fotobioreattori tubolari elicoidali……………………………………………………63 3.1.9 Fotobioreattori a contenitore miscelato…………………………………...…………64 3.1.10 Fotobioreattori ibridi……………………………………………………………….65 3.1.11 Attenuazione della luce nei fotobioreattori ...………………………………………66 3.1.12 Bilanci di materia…………………………………………………………………...68 3.2 Stadi produttivi successivi alla coltivazione…………………………………………….73 3.3 Tecniche di concentrazione della biomassa……………………………………………..75 3.3.1 Sedimentazione……………………………………………………………………....76 3.3.2 Flocculazione………………………………………………………………………...76 3.3.3 Flottazione…………………………………………………………………………...78 3.3.4 Tecniche di elettroforesi…………………………………………………………......79 3.3.5 Filtrazione…………………………………………………………………................80 3.3.6 Centrifugazione……………………………………………………………………....81 3.3.7 Essiccazione della biomassa…………………………………………………………82 3.4 Rottura cellulare ed estrazione degli oli…………………………………………………84 3.4.1 Perché essiccare e rompere…………………………………………………………..84 3.4.2 Bead mill…………………………………………………………………..................85 3.4.3 Ultrasonicazione……………………………………………………………………..90 3.4.4 Estrazione con solvente organico……………………………………………………93 3.4.5 Scelta del solvente organico e cinetica di estrazione………………………………...94 3.4.6 Estrazione con CO2 supercritica………………………………………………….….97 3.5 Transesterificazione. …………………………………………………………………...100 3.5.1 Transesterificazione con catalisi omogenea basica………………………………...102 3.5.2 Transesterificazione con catalisi omogenea acida……………………………….…103 3.5.3 Transesterificazione con catalisi eterogenea…………………………………….…104 3.5.4 Transesterificazione non catalizzata……………………………………..…………105 3.5.5 Transesterificazione con lipasi ed integrazione con SCCO 2…………..……………106 CONCLUSIONE……………………………………………………………..……………...110 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………..……...112 RINGRAZIAMENTI………………………………………………………………………...114
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Indice dalla tesi:

Produzione di biodiesel da microalghe

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Informazioni tesi

  Autore: Antonino Alessi
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2014-15
  Università: Università degli Studi della Calabria
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria chimica
  Relatore: Stefano Curcio
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 121

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Parole chiave

alghe
produzione
diesel
combustibili
biodiesel
microalghe
sostenibile
bio
biocombustibili
transesterificazione

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