Raccolta di alghe per mezzo di centrifughe

Come raccogliere le alghe?

Raccolta di alghe per mezzo di centrifughe

Cos'è l'alga？

Le alghe sono organismi acquatici semplici e senza fiori, diversi e diffusi in tutto il pianeta, che svolgono un ruolo importante nella catena alimentare acquatica. Le alghe producono circa il 70% dell'ossigeno nell'atmosfera e possono essere classificate principalmente come microalghe e macroalghe.

Cosa possono fare le alghe?

Le alghe microscopiche unicellulari sono chiamate microalghe e le piante multicellulari filamentose, membranose, tubolari o fogliari sono chiamate macroalghe, che sono piante autotrofe che rilasciano ossigeno. La loro crescita non richiede acqua dolce, suolo o fertilizzanti, riducendo la necessità di terra e risorse naturali ed eliminando le emissioni derivanti dalla coltivazione o dall'irrigazione delle colture, essendo quindi molto benefica per l'ambiente.

Le alghe hanno alti valori industriali, agricoli, commestibili e farmaceutici. Non solo può essere estratto o utilizzato per produrre iodio, potassio, fucoidan, mannitolo, metano, etanolo, olio leggero, olio lubrificante, paraffina, gomma, plastica e molti altri prodotti industriali, ma può anche essere raffinato e lavorato come nuova fonte di bioenergia per produrre biodiesel.

Secondo dati di ricerca pertinenti, per ogni tonnellata di microalghe coltivate, si possono ottenere 2 tonnellate di riduzione delle emissioni di CO2. Inoltre, le alghe contengono una grande quantità di bio-olio e il valore teorico della produzione di olio per unità di superficie è molto più alto rispetto ad altre piante. Su ogni ettaro di terreno, la produzione annua di olio di mais è di soli 120 litri e di soia di 440 litri, mentre le alghe possono raggiungere dai 15.000 agli 80.000 litri.

Come raccogliere le alghe?

Tuttavia, la raccolta delle microalghe non è così semplice. Non esiste un unico metodo migliore per raccogliere le microalghe. La scelta della tecnologia di raccolta preferibile dipende dalle specie di alghe, dal mezzo di crescita, dalla produzione di alghe, dal prodotto finale e dal vantaggio in termini di costi di produzione.

La raccolta è definita come la separazione delle alghe da un terreno di coltura. Le tecniche per la raccolta delle alghe includono la sedimentazione o la flottazione, la centrifugazione e la filtrazione.

In questo processo, una macchina comunemente usata è una centrifuga a flusso continuo. È efficiente e raccoglie sia alghe che altre particelle. Tuttavia, è più comunemente utilizzato per la produzione di prodotti a valore aggiunto dalle alghe. La centrifuga può raggiungere un'elevata secchezza della torta nella separazione e una bassa richiesta di energia durante il processo.

La centrifuga a dischi e la centrifuga decanter possono ridurre notevolmente il ciclo di produzione accelerando i tempi di chiarificazione e riducendo i costi di manodopera e garantendo allo stesso tempo la purezza dei prodotti finali.

I. Centrifuga a pila di dischi

Una centrifuga a dischi è un tipo specifico di separatore centrifugo. Un set di piastre coniche (pila di dischi) viene aggiunto al tamburo di un separatore centrifugo. L'aggiunta della "pila di dischi" introduce un'area più stabile. Questa superficie aggiuntiva accelera il processo di separazione in modo esponenziale.

Il vantaggio di questa centrifuga per la raccolta delle alghe è la sua capacità di produrre in un unico passaggio un concentrato contenente il 15-25% di solidi senza aggiunta di sostanze chimiche. Questa macchina ha concentrato efficacemente vari tipi di microalghe e il TSS (Total Suspended Solids) del concentrato era compreso tra il 12% e il 25%. Il grado di chiarificazione della sospensione delle alghe aumenta con l'aumentare del tempo di permanenza (diminuzione della velocità di alimentazione) e la concentrazione di solidi espulsi è influenzata dagli intervalli tra successive desludging. Poiché l'intera sospensione deve essere messa in rotazione per creare una forza centrifuga fino a 10.000 g, il fabbisogno energetico specifico è relativamente elevato. Pertanto, questo processo è adatto soprattutto per strutture di piccole e medie dimensioni.

II. Centrifuga Decanter

La centrifuga a nastro-scarico continuo a coclea (decanter) è caratterizzata da un tamburo conico orizzontale. La vasca contiene un trasportatore a coclea che ruota nella stessa direzione ma a una velocità leggermente superiore. Il mangime entra attraverso un tubo assiale al centro del rotore, passa attraverso le aperture nel trasportatore a coclea e viene lanciato verso la parete del rotore. I solidi depositati vengono spostati da un trasportatore a coclea elicoidale su una spiaggia in pendenza fuori dal liquido e dagli scarichi.

Mohn (1980) ha utilizzato con successo una centrifuga a vite per varie concentrazioni di liquame di tipo algale e ha ottenuto il 22% di TSS dal 2% di liquame di alghe TSS. L'affidabilità di questo dispositivo sembra essere eccellente ma il consumo energetico è troppo elevato. Quindi, è stato adottato un processo in due fasi, che ha aggiunto un processo di pre-concentrazione prima del decanter. In questo modo, l'acqua è stata separata in anticipo, quindi c'è meno acqua che il decanter deve separare. Pertanto, questo processo è adatto soprattutto per operazioni su larga scala.