نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی سیستم های کشاورزی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استاد گروه مهندسی سیستم های کشاورزی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 استادیار گروه مهندسی سیستم های کشاورزی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

در میان انواع مختلف زیست‌توده، مزایای ذاتی ریزجلبک­ها باعث شده است تا آنها به منبعی سودمند برای تولید سوخت زیستی تبدیل شوند. فرآیند مایع‌سازی هیدروترمال یکی از فرآیندهای ترموشیمیایی است که به دلیل داشتن مزایایی همچون تولید محصولات با­ارزش و مصرف پایین انرژی توجه محققان را به خود جلب کرده است. هدف از این مقاله، بررسی تولید سوخت ‌زیستی از ریزجلبک اسپیرولینا به کمک فرآیند مایع‌سازی هیدروترمال در محیط آب زیر بحرانی به صورت آزمایشگاهی و ناپیوسته است. نتایج آنالیز دقیق عنصری سوخت ‌زیستی نشان داد که مقدار کربن، هیدروژن، گوگرد و نیتروژن سوخت ‌زیستی خام به ترتیب برابر با 27/68، 56/15، 08/3 و 38/0 درصد است. علاوه بر این، ترکیبات سوخت زیستی تولید­ شده توسط آنالیز طیف­سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز بررسی شد که نتایج آن تأییدکنندۀ تولید سوخت پاک نسبت به سوخت‌های فسیلی است. در نتیجه می‌توان گفت که فرآیند مایع‌سازی هیدروترمال فرآیندی نویدبخش برای تبدیل ریزجلبک‌ها به سوخت زیستی می‌باشد و به تأثیر پیش‌تیمار روی بهبود تولید سوخت نیز تاکید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

Barreiro, D. L., Prins, W., Ronsse, F., & Brilman, W. (2013). Hydrothermal liquefaction (HTL) of microalgae for biofuel production: state of the art review and future prospects. Biomass and Bioenergy, 53, 113-127.
 
Bi, Z., He, B. B., and McDonald, A. G. (2015). Biodiesel production from green microalgae Schizochytrium limacinum via in situ transesterification. Energy & Fuels, 29, 5018-5027.
 
Biller, P. (2013). Hydrothermal processing of microalgae. University of Leeds.
 
Chen, W.-T., Zhang, Y., Zhang, J., Yu, G., Schideman, L. C., Zhang, P., & Minarick, M. (2014). Hydrothermal liquefaction of mixed-culture algal biomass from wastewater treatment system into bio-crude oil. Bioresource technology, 152, 130-139.
 
Chernova, N., & Kiseleva, S. (2014). Efficiency of the biodiesel production from microalgae. Thermal Engineering, 61, 399-405.
 
Chernova, N. I., Kiseleva, S. V., Vlaskin, M. S., & Rafikova, Y. Y. (2017). Renewable energy technologies: enlargement of biofuels list and co-products from microalgae. Proceedings of the 21st Innovative Manufacturing Engineering & Energy International Conference – IManE&E, May 24-27, Iasi, Romania.
 
 Eboibi, B. E.-O., Lewis, D. M., Ashman, P. J., & Chinnasamy, S. (2014). Hydrothermal liquefaction of microalgae for biocrude production: Improving the biocrude properties with vacuum distillation. Bioresource technology, 174, 212-221.
 
Gai, C., Zhang, Y., Chen, W. T., Zhang, P., & Dong, Y. (2014). Energy and nutrient recovery efficiencies in biocrude oil produced via hydrothermal liquefaction of Chlorella pyrenoidosa. RSC Advances, 4, 16958-16967.
 
Galadima, A., & Muraza, O. (2018). Hydrothermal liquefaction of algae and bio-oil upgrading into liquid fuels: Role of heterogeneous catalysts. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81, 1037-1048.
 
Gollakota, A., Kishore, N., & Gu, S. (2018). A review on hydrothermal liquefaction of biomass. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81, 1378-1392.
 
Haider, M. S., Castello, D., Michalski, K. M., Pedersen, T. H., & Rosendahl, L. A. (2018). Catalytic hydrotreatment of microalgae biocrude from continuous hydrothermal liquefaction: Heteroatom removal and their distribution in distillation cuts. Energies, 11, 3360.
 
Jena, U. (2011). Thermochemical conversion of microalgal biomass for production of biofuels and co-products, University of Georgia.
 
Milledge, J. J., and Heaven, S. (2014). Methods of energy extraction from microalgal biomass: a review. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 13, 301-320.
 
Nasirian, N. (2016). Discontinuous lipid production using the lipid-producing yeast Rhodosporidium diobovatum
and calculating the physical properties of produced biodiesel using fatty acid profiles. Agricultural Engineering,  40, 155-168. (in Persian)
 
Raslavičius, L., Semenov, V. G., Chernova, N. I., Keršys, A., & Kopeyka, A. K. (2014). Producing transportation fuels from algae: In search of synergy. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 40, 133-142.
 
Reddy, H. K., Muppaneni, T., Rastegary, J., Shirazi, S. A., Ghassemi, A., & Deng, S. (2013). ASI: Hydrothermal extraction and characterization of bio‐crude oils from wet chlorella sorokiniana and dunaliella tertiolecta. Environmental Progress & Sustainable Energy, 32, 910-915.
 
Ross, A., Biller, P., Kubacki, M., Li, H., Lea-Langton, A., & Jones, J. (2010). Hydrothermal processing of microalgae using alkali and organic acids. Fuel, 89, 2234-2243.
 
Sahebi, Y., Almassi, M., Sheikhdavoodi, M., & Bahrami, H. (2013). Feasibility study for replacement of renewable sources of energy, in selected segments fars province. Middle East Journal of Scientific Research, 13, 1119-1125.
 
Sudasinghe, N., Dungan, B., Lammers, P., Albrecht, K., Elliott, D., Hallen, R., & Schaub, T. (2014). High resolution FT-ICR mass spectral analysis of bio-oil and residual water soluble organics produced by hydrothermal liquefaction of the marine microalga Nannochloropsis salina. Fuel, 119, 47-56.
 
Vlaskin, M., Chernova, N., Kiseleva, S., & Zhuk, A. (2017). Hydrothermal liquefaction of microalgae to produce biofuels: state of the art and future prospects. Thermal Engineering, 64, 627-636.
 
Wei, X., & Jie, D. (2018). Optimization to hydrothermal liquefaction of low lipid content microalgae spirulina sp. using response surface methodology. Journal of Chemistry, 2018(1):1-9
 
Yang, J., Chen, H., Liu, Q., Zhou, N., Wu, Y., & He., Q. (2020). Is it feasible to replace freshwater by seawater in hydrothermal liquefaction of biomass for biocrude production? Fuel, 282, 118870.
 
Yang, J., Nasirian, N., Chen, H., Niu, H., & He, Q. (2022). Hydrothermal liquefaction of sawdust in seawater and comparison between sodium chloride and sodium carbonate. Fuel, 308(7), 122059.