diplomsko delo
Petra Zupančič (Avtor), Andreja Žgajnar Gotvajn (Mentor)

Povzetek

Zaradi velike potrebe po energiji se področje obnovljivih virov energije hitro razvija. V zadnjem desetletju se mikroalge intenzivno preučujejo kot alternativni vir biomase za nadomeščanje fosilnih goriv. Glavne prednosti uporabe mikroalg za proizvodnjo bioplina so visoka fotosintetska učinkovitost, manjhna poraba vode, njihova hitra rast, vzporedna poraba CO2 in razmeroma majhna potreba po površini za gojenje. Lahko jih gojimo v odprtih bazenih ali zaprtih reaktorjih, t. i. fotobioreaktorjih (PBR). Anaerobna razgradnja mikroalg je uveljavljen biološki proces za proizvodnjo bioplina, ki ga lahko očiščenega primesi uporabimo za proizvodnjo toplotne in električne energije. Končni produkt je sestavljen iz metana (40–75 %), ogljikovega dioksida (15–60 %) in sledov ostalih plinov. Proizvodnja bioplina poteka v več korakih, vključno z gojenjem, odstranjevanjem mikroalg iz suspenzije, predobdelavo in končno anaerobno razgradnjo. Anaerobno razgradnjo, ki poteka pod nadzorovanimi pogoji v okolju brez kisika, se izvaja v digestorju v štirih korakih: (1) hidroliza, (2) acidogeneza, (3) acetogeneza in (4) metanogeneza. Ker se zaradi raznolike sestave mikroalg biometanski potencial bistveno razlikuje, je pri optimizaciji procesa zelo pomembna izbira vrste mikroalg. Na učinkovitost procesa vplivajo mešanje, temperatura, pH vrednost, razmerje med ogljikom in dušikom (C/N), inhibitorji, organska obremenitev in hidravlični zadrževalni čas (HRT). Glavni oviri, ki ju je treba izboljšati na industrijski ravni, sta nizko razmerje C/N in težka razgradljivost celičnih sten mikroalg, ki pa jo je mogoče premagati z učinkovito termično, mehansko, kemično ali biološko predobdelavo. Namen diplomske naloge je opisati proces proizvodnje bioplina, določiti dejavnike, ki vplivajo na anaerobno razgradnjo, in primerjati različne preobdelave mikroalgne biomase.

Ključne besede

mikroalge;biomasa;predobdelava;anaerobna razgradnja;bioplin;fotobioreaktorji;diplomska dela;

Podatki

Jezik: Slovenski jezik
Leto izida:
Tipologija: 2.11 - Diplomsko delo
Organizacija: UL FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Založnik: [P. Zupančič]
UDK: 620.925:579(043.2)
COBISS: 82756355 Povezava se bo odprla v novem oknu
Št. ogledov: 367
Št. prenosov: 40
Ocena: 0 (0 glasov)
Metapodatki: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Ostali podatki

Sekundarni jezik: Angleški jezik
Sekundarni naslov: Biogas production from microalgae
Sekundarni povzetek: Due to high energy demand, renewable energy sources are developing rapidly. In the last decade, microalgae have been studied extensively as an alternative source of biomass to replace fossil fuels. The main advantages of using microalgae for biogas production are high photosynthetic efficiency, low water consumption, their rapid growth, CO2 consumption and relatively low surface area for cultivation. They can be cultivated in open ponds or closed photobioreactors (PBR). Anaerobic digestion of microalgae is an established biological process for biogas production. Refined biogas can be used to produce thermal and electric energy. The final product consists of methane (40-75%), carbon dioxide (15-60%) and other gas traces. Biogas production follow several steps, including cultivation, harvesting, pretreatment and final anaerobic digestion. Anaerobic digestion, which takes place under controlled conditions without oxygen, is carried out in the digestate in four steps: (1) hydrolysis, (2) acidogenesis, (3) acetogenesis and (4) methanogenesis. Because of significant differences in biomethane yield due to the diverse structure of microalgae, selection of microalgae species is very important for process optimisation. The efficiency of the process is affected by mixing, temperature, pH level, carbon to nitrogen ratio (C/N), inhibitors, organic biomass loading and hydraulic retention time (HRT). The main challenges at the industrial level that need to be improved are low C/N ratio and tough microalgae cell wall biodegradability, which can be overcome by effective thermal, mechanical, chemical or biological pretreatment. The aim of the thesis is to describe the process of biogas production, to determine the factors affecting anaerobic digestion and to compare different pretreatments of microalgae biomass.
Sekundarne ključne besede: anaerobic digestion;biogas;microalgae;photobioreactors;pretreatment;
Vrsta dela (COBISS): Diplomsko delo/naloga
Študijski program: 1000372
Konec prepovedi (OpenAIRE): 1970-01-01
Komentar na gradivo: Univ. v Ljubljani, Fak. za kemijo in kemijsko tehnologijo, UNI Kemijsko inženirstvo
Strani: 28 str.
ID: 13359926