Mikrolevien metaanituoton tehostaminen
Viitaja, Tuomo (2012)
Viitaja, Tuomo
Hämeen ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012122020237
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012122020237
Tiivistelmä
Huoli fossiilisten polttoaineiden riittävyydestä ja ilmastonmuutoksesta on luonut tarvetta kehittää uusia korvaavia energiamuotoja. Biopolttoaineiden tuotannossa leviä pidetään lupaavana vaihtoehtona perinteisille raaka-aineille. Levien etuna on mm. kasvuympäristön vaihtelevuus ja monipuolisuus biopolttoaineiden raaka-aineena. Tämä opinnäytetyö on osa Tekes -rahoitteista ALDIGA-hanketta (Algae from Waste for Combined Biodiesel and Biogas Production), jossa on tavoitteena levien tuotanto jäteraaka-aineita hyödyntäen, ja leväbiomassan kokonaisvaltainen hyödyntäminen lähinnä biopolttoainetuotannossa (biodiesel, biokaasu). Hankkeen tutkimusosapuolet ovat VTT, SYKE, Helsingin yliopisto, LAMK ja HAMK, ja lisäksi mukana on 13 yritystä.
Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää eri levälajien metaani (CH4)-tuottoa ja erilaisia esikäsittelymenetelmiä tuoton tehostamiseksi. Käytettävät levät olivat kaupallinen Chlorella pyrenoidosa ja, Helsingin yliopiston kasvattama Chorella- ja Selenastrum-levä. Esikäsittelymenetelminä olivat happo-, emäs-, vetyperoksidi- ja SCE(Supercritical extraction)-käsittely. Esikäsittelyt tehtiin eri pitoisuuksilla ja vaikutusajoilla, huoneenlämmössä SCE-käsittelyä (80 °C, 500 atm, 1 h) lukuun ottamatta. Metaanintuottopotentiaalit määritettiin panoskokeilla.
Metaanituotto oli hyvin vastaava (n. 230 ml/g VS) sekä kaupallisella että HY:n tuottamalla Chlorellalla. Selenastrum-levän tuotto oli n. 290 ml/ g VS. SCE-käsitelyllä levän CH4-tuotto nousi n. 22 % verrattuna käsittelemättömään levään. SCE-käsittelyllä voidaan uuttaa levästä lipidejä selek-tiivisesti, biodieselin valmistukseen. Muilla esikäsittelymenetelmillä ei saatu havaittavaa parannusta CH4-tuottoon. Esikäsittelymenetelmien tehoa voisi mahdollisesti parantaa lämpökäsittelyllä. Tämä kuitenkin heikentäisi kokonaistaloutta isossa mittakaavassa.
Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää eri levälajien metaani (CH4)-tuottoa ja erilaisia esikäsittelymenetelmiä tuoton tehostamiseksi. Käytettävät levät olivat kaupallinen Chlorella pyrenoidosa ja, Helsingin yliopiston kasvattama Chorella- ja Selenastrum-levä. Esikäsittelymenetelminä olivat happo-, emäs-, vetyperoksidi- ja SCE(Supercritical extraction)-käsittely. Esikäsittelyt tehtiin eri pitoisuuksilla ja vaikutusajoilla, huoneenlämmössä SCE-käsittelyä (80 °C, 500 atm, 1 h) lukuun ottamatta. Metaanintuottopotentiaalit määritettiin panoskokeilla.
Metaanituotto oli hyvin vastaava (n. 230 ml/g VS) sekä kaupallisella että HY:n tuottamalla Chlorellalla. Selenastrum-levän tuotto oli n. 290 ml/ g VS. SCE-käsitelyllä levän CH4-tuotto nousi n. 22 % verrattuna käsittelemättömään levään. SCE-käsittelyllä voidaan uuttaa levästä lipidejä selek-tiivisesti, biodieselin valmistukseen. Muilla esikäsittelymenetelmillä ei saatu havaittavaa parannusta CH4-tuottoon. Esikäsittelymenetelmien tehoa voisi mahdollisesti parantaa lämpökäsittelyllä. Tämä kuitenkin heikentäisi kokonaistaloutta isossa mittakaavassa.