नवीकरणीय ऊर्जा और अनुप्रयोगों के बुनियादी सिद्धांतों का जर्नल
खुला एक्सेस

अमूर्त

बायोडीजल के औद्योगिक उत्पादन के लिए सूक्ष्म शैवाल संचयन विधियाँ: आलोचनात्मक समीक्षा और तुलनात्मक विश्लेषण

मरियम अल हत्ताब, अब्देल घाली और अमल हम्मूद

सूक्ष्म शैवाल बायोमास का उपयोग बायोडीजल, बायोएथेनॉल, बायोगैस और बायो हाइड्रोजन, मछली चारा, पशु चारा, मानव खाद्य पूरक और त्वचा देखभाल उत्पादों जैसे कई मूल्य वर्धित उत्पादों के उत्पादन के लिए किया जा सकता है। सूक्ष्म शैवाल बायोमास से मूल्य वर्धित उत्पादों के उत्पादन के लिए शैवाल बायोमास की वृद्धि और पुनर्प्राप्ति तथा वांछित उत्पाद के निष्कर्षण और डाउनस्ट्रीम प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है। हालांकि, बायोडीजल और अन्य मूल्य वर्धित उत्पादों के उत्पादन के लिए औद्योगिक पैमाने पर सूक्ष्म शैवाल बायोमास का उपयोग करने में सबसे बड़ी बाधा निर्जलीकरण चरण है, जो सूक्ष्म शैवाल उत्पादन और प्रसंस्करण से जुड़ी कुल लागत का 20-30% है। इस अध्ययन का उद्देश्य सूक्ष्म शैवाल की कटाई और सांद्रता के लिए उपयोग की जाने वाली वर्तमान विधियों की समीक्षा करना और सूक्ष्म शैवाल बायोमास के बड़े पैमाने पर प्रसंस्करण के लिए सबसे कुशल और आर्थिक रूप से व्यवहार्य निर्जलीकरण विधियों को निर्धारित करने के लिए तुलनात्मक विश्लेषण करना था। जांच की गई कटाई तकनीकों में अवसादन, वैक्यूम निस्पंदन, दबाव निस्पंदन, क्रॉस फ्लो निस्पंदन, डिस्क स्टैक सेंट्रीफ्यूजेशन, डिकेंटर सेंट्रीफ्यूज, बिखरी हुई हवा का प्लवन, विघटित हवा का प्लवन, द्रव दोलन, अकार्बनिक फ्लोक्यूलेशन, कार्बनिक फ्लोक्यूलेशन, ऑटो-फ्लोक्यूलेशन, बायो-फ्लोक्यूलेशन इलेक्ट्रोलाइटिक जमावट, इलेक्ट्रोलाइटिक फ्लोक्यूलेशन और इलेक्ट्रोलाइटिक प्लवन शामिल हैं। इन सूक्ष्म शैवाल कटाई तकनीकों के मूल्यांकन के लिए आठ मानदंडों का इस्तेमाल किया गया: (ए) निर्जलीकरण दक्षता (बी) लागत (सी) विषाक्तता (डी) औद्योगिक पैमाने के लिए उपयुक्तता (ई) समय (एफ) प्रजाति विशिष्टता (जी) मीडिया की पुनः प्रयोज्यता और (एच) रखरखाव। प्रत्येक मानदंड को उसके महत्व के आधार पर 7 से 15 के बीच स्कोर दिया गया परिणामों से पता चला कि मूल्यांकन की गई 16 विधियों में से 4 ने 80/100 और उससे अधिक के मान प्राप्त किए और उन्हें औद्योगिक पैमाने पर सूक्ष्म शैवाल की कटाई के लिए उपयुक्त माना गया। तीन भौतिक तकनीकें थीं (डिस्क स्टैक सेंट्रीफ्यूज (87/100), क्रॉस फ्लो फिल्ट्रेशन (84/100), डिकेंटर सेंट्रीफ्यूजेशन (82/100)) और चौथी ऑर्गेनिक फ्लोक्यूलेशन (80) विधि थी। इन तकनीकों को उनकी प्रभावशीलता, कम परिचालन लागत, कई प्रजातियों के लिए उपयुक्तता, तेज़ी, न्यूनतम रखरखाव की आवश्यकता और पर्यावरण के अनुकूल होने के कारण बड़े पैमाने पर उपयोग के लिए उपयुक्त माना गया। अन्य विधियों को अनुपयुक्त माना गया क्योंकि वे सूक्ष्म शैवाल प्रजातियों की एक विस्तृत श्रृंखला को निर्जलित करने में प्रभावी नहीं हैं, बड़ी मात्रा के लिए उपयुक्त नहीं हैं, महंगी हैं और उच्च रखरखाव की आवश्यकता है। हालाँकि प्रत्येक इष्टतम तकनीक को इसकी योग्यता के आधार पर सूक्ष्म शैवाल की कटाई के लिए उपयुक्त माना गया था, लेकिन पुनर्प्राप्ति दक्षता को बढ़ाने और अर्थशास्त्र में सुधार करने के लिए विधियों के संयोजन का भी उपयोग किया जा सकता है।शैवाल निलंबन को केंद्रित करने के लिए प्रारंभिक कटाई चरण के रूप में कार्बनिक फ्लोक्यूलेशन का उपयोग और द्वितीयक जल निकासी चरण के रूप में सेंट्रीफ्यूजेशन (या निस्पंदन) जल निकासी से जुड़े समय और लागत को कम करेगा। फ्लोक्यूलेशन बड़ी मात्रा में तरल मीडिया से शैवाल को प्रभावी ढंग से हटाने की अनुमति देता है और इस तरह ऊर्जा गहन सेंट्रीफ्यूजेशन और निस्पंदन तकनीकों (व्यक्तिगत रूप से उपयोग की जाने वाली) से जुड़ी लागतों को द्वितीयक तकनीकों के रूप में उपयोग करके कम किया जा सकता है क्योंकि सूक्ष्म शैवाल निलंबन की कम मात्रा द्वितीयक उपचार से गुजरेगी।