Attualmente i biocarburanti sono classificati in tre generazioni, di cui solo la prima è sviluppata appieno su scala industriale. La seconda generazione è sviluppata a partire da residui lignocellulosici da cui si possono ricavare bioetanolo o diesel sintetico, a seconda della biomassa di partenza (paglia o residui legnosi). La terza generazione identifica quelle biomasse, come le alghe, per le quali la ricerca è per ora a livello di laboratorio. La principale biomassa per i biocarburanti di terza generazione è quella derivata dalle alghe, una delle biomasse più promettenti per la produzione di combustibile. Infatti, le alghe possono essere coltivate senza togliere spazio ai terreni agricoli, non richiedono acqua pulita, crescono velocemente senza l’uso di pesticidi o fertilizzanti, assorbono quantità maggiori di anidride carbonica e, per unità di superficie coltivata, hanno un’elevata resa anche in termini di coprodotti. L’attività di ricerca ha riguardato la valutazione dell’accrescimento, del contenuto in clorofille (a e b) ed in carboidrati, di Clorella vulgaris e Scenedesmus quadricauda in diverse condizioni di luce e di disponibilità nutrizionale. La cinetica del processo di crescita algale è stata monitorata valutando la variazione della densità ottica del campione contenente le alghe attraverso una misura spettrofotometrica effettuata a 550 nm di lunghezza d’onda. Per quanto riguarda l’effetto della luce sono state impiegate quattro lampade di diversa potenza, intensità luminosa e spettro di emissione. L’aspetto nutrizionale è stato valutato mettendo a confronto un substrato artificiale standard (BG11) e un’acqua reflua proveniente da un sistema di coltivazione fuori suolo. E’ stata anche presa in considerazione la possibilità di impiegare nanospugne con inclusioni di ferro come mezzo di approvvigionamento dell’elemento, sulla base di dati scientifici pregressi che hanno dimostrato l’efficacia del materiale nella coltivazione di piante ornamentali. Tutti i test sono stati condotti con un ciclo giorno-notte pari a 12:12, a temperatura ambiente e in agitazione continua mediante aerazione forzata. Dai risultati ottenuti si è osservato che la diversa qualità e intensità luminosa influenza il tempo di raggiungimento della massima crescita algale, le rese e la sintesi dei pigmenti clorofilliani, anche se tali effetti risultano meno evidenti in C. vulgaris. Inoltre, la diversa composizione dei nutrienti ha condizionato la cinetica di crescita di entrambe le specie algali e le rese produttive. Queste ultime risultano migliori per il substrato artificiale rispetto al refluo e comunque sembrerebbero dipendenti dalla qualità della luce utilizzata. Tuttavia, è apparso interessante evidenziare che anche con l’impiego di acque reflue è possibile ottenere quantità adeguate di biomassa. Questo rappresenta un aspetto interessante dal punto di vista dell’abbassamento dei costi dell’intero processo e se si considera, in aggiunta, che i reflui rappresentano materiale di scarto destinati allo smaltimento. Infine, il ferro incluso nelle nanospugne è risultato essere biodisponibile anche se non ottimale per la produzione di biomassa.

Impiego di microalghe per la produzione di etanolo: sistemi di allevamento per il miglioramento delle caratteristiche quali-quantitative

BAGLIERI, ANDREA;
2013

Abstract

Attualmente i biocarburanti sono classificati in tre generazioni, di cui solo la prima è sviluppata appieno su scala industriale. La seconda generazione è sviluppata a partire da residui lignocellulosici da cui si possono ricavare bioetanolo o diesel sintetico, a seconda della biomassa di partenza (paglia o residui legnosi). La terza generazione identifica quelle biomasse, come le alghe, per le quali la ricerca è per ora a livello di laboratorio. La principale biomassa per i biocarburanti di terza generazione è quella derivata dalle alghe, una delle biomasse più promettenti per la produzione di combustibile. Infatti, le alghe possono essere coltivate senza togliere spazio ai terreni agricoli, non richiedono acqua pulita, crescono velocemente senza l’uso di pesticidi o fertilizzanti, assorbono quantità maggiori di anidride carbonica e, per unità di superficie coltivata, hanno un’elevata resa anche in termini di coprodotti. L’attività di ricerca ha riguardato la valutazione dell’accrescimento, del contenuto in clorofille (a e b) ed in carboidrati, di Clorella vulgaris e Scenedesmus quadricauda in diverse condizioni di luce e di disponibilità nutrizionale. La cinetica del processo di crescita algale è stata monitorata valutando la variazione della densità ottica del campione contenente le alghe attraverso una misura spettrofotometrica effettuata a 550 nm di lunghezza d’onda. Per quanto riguarda l’effetto della luce sono state impiegate quattro lampade di diversa potenza, intensità luminosa e spettro di emissione. L’aspetto nutrizionale è stato valutato mettendo a confronto un substrato artificiale standard (BG11) e un’acqua reflua proveniente da un sistema di coltivazione fuori suolo. E’ stata anche presa in considerazione la possibilità di impiegare nanospugne con inclusioni di ferro come mezzo di approvvigionamento dell’elemento, sulla base di dati scientifici pregressi che hanno dimostrato l’efficacia del materiale nella coltivazione di piante ornamentali. Tutti i test sono stati condotti con un ciclo giorno-notte pari a 12:12, a temperatura ambiente e in agitazione continua mediante aerazione forzata. Dai risultati ottenuti si è osservato che la diversa qualità e intensità luminosa influenza il tempo di raggiungimento della massima crescita algale, le rese e la sintesi dei pigmenti clorofilliani, anche se tali effetti risultano meno evidenti in C. vulgaris. Inoltre, la diversa composizione dei nutrienti ha condizionato la cinetica di crescita di entrambe le specie algali e le rese produttive. Queste ultime risultano migliori per il substrato artificiale rispetto al refluo e comunque sembrerebbero dipendenti dalla qualità della luce utilizzata. Tuttavia, è apparso interessante evidenziare che anche con l’impiego di acque reflue è possibile ottenere quantità adeguate di biomassa. Questo rappresenta un aspetto interessante dal punto di vista dell’abbassamento dei costi dell’intero processo e se si considera, in aggiunta, che i reflui rappresentano materiale di scarto destinati allo smaltimento. Infine, il ferro incluso nelle nanospugne è risultato essere biodisponibile anche se non ottimale per la produzione di biomassa.
microalghe; bioetanolo; luce; nutrienti
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.11769/108053
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