Biodiesel production from microalgae

Microalgae represent a natural resource to produce third generation biodiesel which is going to be necessary due to the shortening of the fossil resources. However, the actual cost of one litre of "algaediesel" would be higher than 2.5$. Therefore, the reduction of the costs connected with its production is primary to be make feasible one of the most promising renewable technologies of the century. Microalgae synthesize CO2 through photosynthesis growing much faster than traditional crop. The research is nowadays focused on efficiently improve of all the steps involved in the process: from the selection of new and interesting algal strains to the optimization of lipid profile obtainable from their cultivation. In this work, we tried to highlight and analyse important threads such as lipid productivity, lipids stability and productivity during continuous culture and the opportunity of integrate the wastewater treatment with the needing of lower the price of the growing substrate. The experiments show that new oleaginous strains with % of lipids in DW higher than 20% are easily discoverable and they will need a complete investigation on the optimization of the growth. They also show that the biodiesel production process cannot be separated from biomass productivity and lipid profile stability during the harvest of the biomass. Moreover, we show how a wastewater can be an excellent growth substrate "dominant" microalgae strain which can grow with good performances in a waste lowering the money necessary for the cultivation. Finally, we proposed a method for efficiently optimize the thermal needing of a real biodiesel plant by a multi-objective approach which allow saving of 13% of the thermal requirement.

Le microalghe rappresentano una risorsa naturale per la produzione di biocombustibili i quali si rendono oggigiorno necessari per garantire sostenibilità energetica al pianeta dato il diminuire delle risorse fossili. Tuttavia il costo alla pompa di 1 litro di “algaediesel” oggi sarebbe di oltre 2,5$. Pertanto la diminuzione del suo costo è primario per poter affermare una delle tecnologie rinnovabili più promettenti del secolo attuale: di fatti le microalghe sintetizzano CO2 tramite fotosintesi ed hanno tassi di crescita spaventosamente veloci se confrontati con le tradizionali colture terrestri. Lo sforzo scientifico è quello di poter intervenire efficientemente in tutte le fasi coinvolte nel processo: dalla selezione di nuovi ed interessanti ceppi microalgali fino alla ottimizzazione del profilo lipidico ottenibile con la loro crescita. In questo lavoro si è cercato di evidenziare questi aspetti cruciali quali l’importanza della produttività lipidica, la sua stabilità e la possibilità di integrazione tecnologica tramite l’uso di un mezzo di crescita costituito da un refluo zootecnico proprio perché il mezzo di crescita è una delle voci di costo più elevate. Gli esperimenti hanno mostrato che: nuovi ceppi oleaginosi di microalghe con %lipidi per DW (>20%) possono ancora essere scoperti ed ottimizzati nella crescita; che un processo di produzione di biodiesel non può prescindere da biomassa con produttività e profilo lipidico stabile durante la fase di raccolta e che un refluo zootecnico, può essere un ottimo substrato di crescita per un ceppo “dominante” di microalghe soprattutto se vengono aggiustate le sue condizioni di crescita. Infine si è proposto un metodo per efficiente l’attuale processo industriale di biodiesel tramite con un approccio multiobiettivo, il quale ha permesso un risparmio termico del 13%.