Biodiesel has many advantages, such as high flash point, high lubricity, and high biodegradability, and can be used in conventional diesel engines without any modification, making it one of the most promising alternatives to fossil fuels (Zabeti et al., 2009). However, the use of plant-based oil feedstock for biodiesel production has attracted considerable international scrutiny and criticism (Williams and Laurens, 2010). Therefore, increasing attention is being paid to using microalgae as an alternative feedstock for biodiesel production, because cultivation of microalgae does not require arable land and has the advantages of a high growth rate, short maturity, high biomass productivity, and low environmental impact (Goncalves et al., 2013). However, developing the technology for the conversion of microalgae-based oil to biodiesel is more challenging when compared with plant oil (such as palm oil), due mainly to the high water content of microalgae and the difficulty in extracting the oil from the microalgal biomass, leading to the higher production cost of microalgae-based biodiesel (Milledge and Heaven, 2013). There is thus an urgent need to, develop a more economically feasible method for producing biodiesel from microalgae.
The common process for obtaining oil from microalgae consists of microalgae harvesting, biomass drying and oil extraction (Cooney et al., 2009), of which the drying step consumes a large amount of energy. Therefore, recent studies have focused on using “wet microalgae” as the raw materials to produce biodiesel (Olmstead et al., 2013 and Tran et al., 2013). In addition, some of the downstream technologies still suffer the drawbacks of high energy consumption and low treatment capacity (as seen, for example, with centrifugation and supercritical fluid extraction), limiting the commercialization of these methods. This study thus presents a new process for producing microalgae-based biodiesel from the wet biomass of microalgae, consisting of microwave disruption, partial water removal, wet oil extraction, transesterification, and direct transesterification, skipping the wet extraction step. Moreover, a homogeneous base catalyst (i.e., NaOH) and heterogeneous base catalyst (i.e., Sr2SiO4) (Chen et al., 2012) were used to convert microalgae oil to biodiesel, and their catalytic effects on transesterification were compared. The aim of this work was to develop a low cost and effective method for biodiesel production from wet microalgal biomass, with the capacity to be scaled up for commercial applications.
ไบโอดีเซลมีข้อดีมากมาย เช่นจุดวาบไฟสูง หล่อลื่นสูง และ biodegradability สูง และสามารถใช้ในเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไปโดยไม่มีการปรับเปลี่ยนใด ๆ ให้ทางเลือกว่าให้เชื้อเพลิงฟอสซิล (Zabeti et al., 2009) อย่างไรก็ตาม การใช้น้ำมันจากพืชวัตถุดิบสำหรับผลิตไบโอดีเซลได้ดึงดูด scrutiny นานาชาติจำนวนมากและวิจารณ์ (วิลเลียมส์และ Laurens, 2010) ดังนั้น เพิ่มความสนใจจะถูกชำระใช้ microalgae เป็นเป็นวัตถุดิบทดแทนสำหรับผลิตไบโอดีเซล เนื่องจากการเพาะปลูกของ microalgae ต้องใช้ที่ดินเพาะปลูก และมีข้อดีอัตราการเติบโตสูง ครบกำหนดสั้น ผลผลิตชีวมวลสูง และผลกระทบสิ่งแวดล้อมต่ำ (Goncalves et al., 2013) อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการแปลงของ microalgae ใช้น้ำมันไบโอดีเซลได้ท้าทายมากกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับพืชน้ำมัน (น้ำมันปาล์ม), ครบกำหนดส่วนใหญ่ให้ปริมาณน้ำสูงของ microalgae และยากลำบากในการแยกน้ำมันจากชีวมวล microalgal นำต้นทุนการผลิตสูงของ microalgae ใช้ไบโอดีเซล (Milledge และสวรรค์ 2013) จึงมีการต้องการ พัฒนาวิธีการผลิตไบโอดีเซลจาก microalgae เป็นไปได้มากขึ้นอย่างเร่งด่วนกระบวนการทั่วไปสำหรับการได้รับน้ำมันจาก microalgae ประกอบของ microalgae เก็บเกี่ยว ชีวมวลแห้งและน้ำมันสกัด (Cooney et al., 2009), ซึ่งขั้นตอนการอบแห้งใช้พลังงานจำนวนมาก ดังนั้น การศึกษาล่าสุดได้เน้นใช้ "เปียก microalgae" เป็นวัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซล (Olmstead et al., 2013 และทราน et al., 2013) นอกจากนี้ บางเทคโนโลยีปลายน้ำยังคงประสบข้อเสียของการใช้พลังงานสูงและกำลังรักษาต่ำ (แก๊ป เช่น centrifugation และสกัด supercritical fluid), จำกัด commercialization ของวิธีการเหล่านี้ การศึกษานี้จึงนำเสนอกระบวนการใหม่สำหรับผลิต microalgae ใช้ไบโอดีเซลจากชีวมวลเปียกของ microalgae ประกอบด้วยไมโครเวฟทรัพย กำจัดน้ำบางส่วน สกัดน้ำมันเปียก เพิ่ม และ เพิ่มโดยตรง การข้ามขั้นตอนการแยกน้ำ นอกจากนี้ เศษฐานเป็นเนื้อเดียวกัน (เช่น NaOH) และเศษฐานแตกต่างกัน (เช่น Sr2SiO4) (Chen et al., 2012) ใช้แปลง microalgae น้ำมันไบโอดีเซล และมีการเปรียบเทียบผลของตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่ม จุดมุ่งหมายของงานนี้คือการ พัฒนาวิธีการต้นทุนต่ำ และมีประสิทธิภาพสำหรับการผลิตไบโอดีเซลจากชีวมวล microalgal เปียก มีความสามารถในการปรับค่าสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์
การแปล กรุณารอสักครู่..
ไบโอดีเซลมีข้อดีหลายประการเช่นจุดวาบไฟสูงหล่อลื่นสูงและย่อยสลายทางชีวภาพสูงและสามารถนำมาใช้ในเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไปโดยไม่มีการดัดแปลงใด ๆ ที่ทำให้มันเป็นหนึ่งในทางเลือกที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะเชื้อเพลิงฟอสซิล (Zabeti et al., 2009) อย่างไรก็ตามการใช้วัตถุดิบน้ำมันพืชที่ใช้สำหรับการผลิตไบโอดีเซลได้ดึงดูดการตรวจสอบข้อเท็จจริงต่างประเทศเป็นจำนวนมากและการวิจารณ์ (วิลเลียมส์และลอเรน 2010) ดังนั้นความสนใจที่เพิ่มขึ้นจะถูกจ่ายให้กับการใช้สาหร่ายเป็นวัตถุดิบทางเลือกสำหรับการผลิตไบโอดีเซลเพราะการเพาะปลูกของสาหร่ายทะเลขนาดเล็กไม่จำเป็นต้องมีที่ดินทำกินและมีข้อได้เปรียบของอัตราการเจริญเติบโตสูงครบกําหนดระยะสั้นการผลิตชีวมวลสูงและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ (Goncalves et al., 2013) อย่างไรก็ตามการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการแปลงของน้ำมันสาหร่ายที่ใช้ไบโอดีเซลเป็นสิ่งที่ท้าทายมากขึ้นเมื่อเทียบกับน้ำมันพืช (เช่นน้ำมันปาล์ม) สาเหตุหลักมาจากปริมาณน้ำที่สูงของสาหร่ายและความยากลำบากในการสกัดน้ำมันจากชีวมวลสาหร่าย นำไปสู่การลดต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้นของไบโอดีเซลสาหร่ายตาม (Milledge และสวรรค์ 2013) จึงมีความจำเป็นเร่งด่วนที่จะมีการพัฒนาวิธีการที่เป็นไปได้มากขึ้นทางเศรษฐกิจในการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่าย. กระบวนการที่พบบ่อยสำหรับการได้รับน้ำมันจากสาหร่ายประกอบด้วยเก็บเกี่ยวสาหร่ายอบแห้งพลังงานชีวมวลและการสกัดน้ำมัน (Cooney et al., 2009) ซึ่ง ขั้นตอนการอบแห้งกินเป็นจำนวนมากของพลังงาน ดังนั้นการศึกษาที่ผ่านมาได้มุ่งเน้นไปที่การใช้ "สาหร่ายเปียก" เป็นวัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซล (Olmstead et al., 2013 และทราน et al., 2013) นอกจากนี้บางส่วนของเทคโนโลยีต่อเนื่องยังคงประสบข้อเสียของการใช้พลังงานสูงและความสามารถในการรักษาต่ำ (เท่าที่เห็นตัวอย่างเช่นมีการหมุนเหวี่ยงและการสกัดของเหลว supercritical) จำกัด การค้าของวิธีการเหล่านี้ การศึกษาครั้งนี้จึงมีการจัดกระบวนการใหม่สำหรับการผลิตไบโอดีเซลที่ใช้สาหร่ายจากชีวมวลเปียกสาหร่ายประกอบด้วยการหยุดชะงักไมโครเวฟ, การกำจัดน้ำบางส่วนสกัดน้ำมันเปียก transesterification และ transesterification ตรงข้ามขั้นตอนการสกัดเปียก นอกจากนี้ยังเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาฐานเป็นเนื้อเดียวกัน (เช่น NaOH) และตัวเร่งปฏิกิริยาฐานที่แตกต่างกัน (เช่น Sr2SiO4) (Chen et al., 2012) ถูกนำมาใช้ในการแปลงสาหร่ายน้ำมันไบโอดีเซลและผลกระทบของพวกเขาในการเร่งปฏิกิริยา transesterification เปรียบเทียบ จุดมุ่งหมายของงานนี้คือการพัฒนาต้นทุนต่ำและวิธีที่มีประสิทธิภาพในการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายชีวมวลเปียกที่มีความจุที่จะปรับขึ้นสำหรับการใช้งานในเชิงพาณิชย์
การแปล กรุณารอสักครู่..
ไบโอดีเซลมีข้อดีหลายอย่างเช่นสูงแฟลชจุด ความลื่นสูง และย่อยสลายทางชีวภาพสูง และสามารถใช้ในเครื่องยนต์ดีเซลแบบเดิมโดยไม่มีการดัดแปลงทำให้เป็นหนึ่งในทางเลือกที่เป็นไปได้มากที่สุดเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ ( zabeti et al . , 2009 ) อย่างไรก็ตามการใช้น้ำมันจากพืชวัตถุดิบสำหรับการผลิตไบโอดีเซลได้ดึงดูดการตรวจสอบระหว่างประเทศจํานวนมาก และวิจารณ์ ( วิลเลียมส์และลอเรินส์ 2010 ) ดังนั้นความสนใจเพิ่มขึ้นมีการจ่ายในการใช้สาหร่ายขนาดเล็กเป็นวัตถุดิบทางเลือกในการผลิตไบโอดีเซล เนื่องจากการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กไม่ต้องใช้ที่ดินเพาะปลูก และมีข้อได้เปรียบของอัตราการเติบโตสูงอายุเก็บเกี่ยวสั้น ผลผลิตมวลชีวภาพสูง และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ ( goncalves et al . , 2013 ) อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการเปลี่ยนแปลงของน้ำมันไบโอดีเซลจากสาหร่ายมีความท้าทายมากขึ้นเมื่อเทียบกับน้ำมันพืช ( เช่นน้ำมันปาล์ม ) , เนื่องจากการปริมาณน้ำสูงของสาหร่ายขนาดเล็กและความยากลำบากในการสกัดน้ำมันจากสาหร่ายชีวมวล ,นำไปสู่สูงกว่าต้นทุนการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็ก ( มิลิจและสวรรค์ , 2013 ) มันจึงเป็นเร่งด่วนที่ต้องพัฒนามากขึ้นทางเศรษฐกิจเป็นไปได้วิธีการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็ก .
ขั้นตอนทั่วไปสำหรับการได้รับน้ำมันจากสาหร่ายขนาดเล็กประกอบด้วยสาหร่ายแห้งเชื้อเพลิงชีวมวล การเก็บเกี่ยว และการสกัดน้ำมัน ( cooney et al . , 2009 )ซึ่งขั้นตอนการอบแห้งใช้เป็นจำนวนมากของพลังงาน ดังนั้น การศึกษาล่าสุดที่เน้นการใช้ " สาหร่าย " เปียกเป็นวัตถุดิบผลิตไบโอดีเซล ( โอล์มสเตด et al . , 2013 และทราน et al . , 2013 ) นอกจากนี้บางส่วนของเทคโนโลยีซึ่งยังคงประสบข้อด้อยของการใช้พลังงานสูงและความสามารถในการรักษาน้อย ( เท่าที่เห็น ตัวอย่างและการสกัดด้วยปั่น supercritical fluid ) จำกัดการค้าของวิธีการเหล่านี้ การศึกษานี้จึงได้นำเสนอกระบวนการใหม่ในการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็กจากชีวมวลที่เปียกของสาหร่ายขนาดเล็ก ประกอบด้วย ไมโครเวฟ การบำบัดน้ำบางส่วนหยุดชะงัก , เปียก , การสกัดน้ำมัน , กระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นและกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นโดยตรง ข้ามขั้นตอนการสกัดเปียก นอกจากนี้
การแปล กรุณารอสักครู่..