a b s t r a c tThe production of bi

a b s t r a c t
The production of biofuels based on microalgae as feedstock is associated with a high demand of nutrients,
mostly nitrogen and phosphorus. The integration of microalgae growth with anaerobic digestion can
significantly improve the economic and energy balance of such a promising platform technology. However,
the lack of information about the fundamental mass and energy balances of this integrated process
restricts its full scale implementation. This study quantified both the mass (carbon, nitrogen and phosphorus)
and energy balances in the integrated process of Chlorella sorokiniana cultivation (under photoautotrophic
and mixotrophic conditions) coupled with anaerobic digestion in batch mode in order to
properly design the microalgae growth-anaerobic digestion process and minimize the overall microalgae
cultivation costs. Under fully photoautotrophic growth, the productivity during the microalgae exponential
growth phase was 147 g/m3 d, with an overall photosynthetic efficiency of 7.4%. The productivity of
the mixotrophically-grown microalgae was 165 g/m3 d. However, the photosynthetic activity of C. sorokiniana
decreased at increasing glucose concentrations in the tested range (180–440 g/m3). During the
anaerobic digestion of photoautotrophically-grown microalgae 55 ± 1% of the initial carbon present in
the biomass was hydrolyzed (15 ± 1% to C-CO2 and 33 ± 1% to C-CH4). The potential recovery of the N
and P present in the biomass accounted for 59 ± 2% as N-NHþ4
and 89 ± 2% as P-PO3
4 , respectively. During
the anaerobic digestion of mixotrophically-grown microalgae, 46 ± 1% of the initial carbon as biomass
was hydrolyzed (14 ± 1% to C-CO2 and 36 ± 1% to C-CH4) with a nutrient recovery of 70 ± 3% as N-NHþ4
and 77 ± 2% as P-PO3
4 . The energy recovery from the chemical energy fixed as biomass under photoautotrophic
and mixotrophic conditions was 48% and 61%, respectively, and decreased to 3.5% when
referred to the total energy available during the growth stage.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แบบ b s t r กับ c t
การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพตาม microalgae เป็นเกี่ยวข้องกับความสูงของสารอาหาร วัตถุดิบ
ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสส่วนใหญ่ รวมของ microalgae เติบโตกับการย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนสามารถ
มากปรับปรุงยอดดุลทางเศรษฐกิจและพลังงานดังกล่าวเป็นสัญญาแพลตฟอร์มเทคโนโลยี อย่างไรก็ตาม,
การขาดข้อมูลเกี่ยวกับดุลมวลและพลังงานเป็นพื้นฐานของกระบวนการรวม
จำกัดนำของเต็มสเกล การศึกษานี้ quantified ทั้งมวล (คาร์บอน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส)
และพลังงานสมดุลในกระบวนการบูรณาการของการเพาะปลูก sorokiniana Chlorella (ภายใต้ photoautotrophic
และเงื่อนไข mixotrophic) ควบคู่ไปกับการย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนในชุดโหมดเพื่อ
ออกแบบกระบวนการย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนเจริญเติบโตของ microalgae และลด microalgae โดยรวมถูกต้อง
ต้นทุนเพาะปลูก ภายใต้การเจริญเติบโตเต็ม photoautotrophic ประสิทธิผลระหว่าง microalgae เนน
147 g/m3 d มีประสิทธิภาพการรวม photosynthetic 7.4% ระยะการเจริญเติบโต ประสิทธิผลของ
microalgae โต mixotrophically 165 g/m3 d ได้ อย่างไรก็ตาม กิจกรรม photosynthetic ของ C. sorokiniana
ลดลงที่เพิ่มความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสในช่วงทดสอบ (180 – 440 g/m3) ในระหว่าง
ย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนของ microalgae โต photoautotrophically 55 ± 1% ของคาร์บอนเริ่มต้นที่อยู่ใน
ชีวมวลถูก hydrolyzed (15 ± 33 ± 1% และ 1% C CO2 กับ C-CH4) กู้มีศักยภาพของ
และอยู่ในชีวมวล P จำกัด 59 ± 2% N-NHþ4
89 ± 2% เป็น 3 P PO และ
4 ตามลำดับ ระหว่าง
ย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนของ microalgae โต mixotrophically, 46 ± 1% ของคาร์บอนเริ่มเป็นชีวมวล
ถูก hydrolyzed (14 ± 36 ± 1% และ 1% C CO2 กับ C-CH4) กับการกู้คืนธาตุอาหาร 70 ± 3% เป็น N NHþ4
และ 77 ± 2% เป็น 3 P PO
4 กู้คืนพลังงานจากพลังงานเคมีที่คงที่เป็นชีวมวลภายใต้ photoautotrophic
และเงื่อนไข mixotrophic คือ 48 และ 61% ตามลำดับ และลดลง 3.5% เมื่อ
เรียกพลังงานรวมช่วงระยะการเจริญเติบโต

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

B S T R A C T
การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากสาหร่ายขนาดเล็กเป็นวัตถุดิบที่เกี่ยวข้องกับความต้องการสูงของสารอาหาร ,
ส่วนใหญ่ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส การรวมของการเจริญเติบโตของสาหร่ายขนาดเล็กที่มีการหมักสามารถ
ปรับปรุงความสมดุลทางเศรษฐกิจและพลังงานของแพลตฟอร์มดังกล่าวแนวโน้มเทคโนโลยี อย่างไรก็ตาม
ขาดข้อมูลเกี่ยวกับมวลพื้นฐานและพลังงานสมดุลของกระบวนการบูรณาการดำเนินงาน
จำกัดเต็มขนาดของมัน การศึกษานี้วัดได้ทั้งมวล ( คาร์บอน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส )
และพลังงานยอดคงเหลือในกระบวนการบูรณาการของสาหร่าย sorokiniana การเพาะปลูก ( ภายใต้ photoautotrophic
และเงื่อนไข mixotrophic ) ควบคู่กับระบบการย่อยอาหารในโหมดแบทช์เพื่อ
ถูกออกแบบกระบวนการย่อยไร้อากาศ และลดการเจริญเติบโตของสาหร่ายสาหร่าย
การรวมต้นทุน ภายใต้การเติบโตเต็มที่ photoautotrophic , ผลผลิตในสาหร่ายขนาดเล็กแทน
การเจริญเติบโตระยะคือ 147 กรัม / M3 D กับแสงโดยรวมประสิทธิภาพ 7.4 % ผลผลิตของ
การ mixotrophically ปลูกสาหร่ายขนาดเล็กเป็น 165 g / m3 d . อย่างไรก็ตาม , กิจกรรมการสังเคราะห์แสงของ sorokiniana
ลดลงเพิ่มกลูโคสความเข้มข้นในช่วงทดสอบ ( 180 – 440 กรัม / ลบ . ม. ) ในระหว่างการหมักสาหร่ายโต
photoautotrophically 55 ± 1% ของคาร์บอนในมวลชีวภาพเริ่มต้นปัจจุบัน
ถูกไฮโดรไลซ์ ( 15 ± 1% และ 1% c-co2 33 ± c-ch4 )การฟื้นตัวของศักยภาพของ n
p และที่มีอยู่ในชีวมวลร้อยละ 59 ± 2% เป็น n-nh þ 4
และ 89 ± 2% เป็น p-po  3
4 ตามลำดับ ในระหว่างการหมัก mixotrophically
ปลูกสาหร่าย , 46 ± 1% ของคาร์บอนเริ่มต้นเป็นชีวมวล
ถูกไฮโดรไลซ์ ( 14 ± 1% และ 1% c-co2 36 ± c-ch4 ) กับการกู้คืนธาตุอาหารของ 70 ± 3% เป็น n-nh þ 4
และ 77 ± 2% เป็น p-po  3
4พลังงานการกู้คืนจากพลังงานเคมีคงที่เป็นชีวมวล ภายใต้ photoautotrophic
และเงื่อนไข mixotrophic เป็น 48% และ 61% ตามลำดับ และเพิ่มขึ้น 3.5% เมื่อ 
เรียกว่าพลังงานทั้งหมดของระยะการเจริญเติบโต