Kontinuální elektrokoagulace mikrořasy Chlorella vulgaris v průtočném kanálovém reaktoru: Studie sklízení v pilotním měřítku

Ačkoliv má biomasa fotoautotrofně pěstovaných mikrořasy velký potenciál využití v celé řadě průmyslových odvětví (potravinářství, krmivářství, farmacie, produkce biopaliv třetí generace), dalšímu rozšíření brání poměrně vysoká cena biomasy mikrořas plynoucí z náročnosti produkčního procesu, především separace buněk z kultivačního media (tzv. sklizně). Nejčastěji používanou metodou sklizně mikrořas v průmyslovém měřítku je centrifugace, která je však spojena s velmi vysokými energetickými náklady. Za účelem snížení těchto nákladů byl vyvinut a testován kontinuální elektrokoagulační proces pro sklizeň mikrořasy Chlorella vulgaris. Bylo zkonstruováno průtočné zařízení s pracovním objemem 111 L složené z elektrolyzéru se železnými elektrodami, agregačního kanálu s perforovanými přepážkami a lamelového usazováku. Průtok suspenze mikrořas tímto zařízením byl 240 L/h. Při použití řízené kultivace a následné elektrokoagulace bylo dosaženo: (i) nízké koncentrace fosfátů v kultivačním médiu, (ii) vysoké účinnosti sklizně (nad 90 %), (iii) nízké kontaminace sklizené biomasy železem uvolněným při elektrolýze z obětovaných anod (méně než 4 mg Fe/g sušiny biomasy), takže sklizená biomasa splňovala legislativní požadavky na potraviny, a (iv) významné úspory energie. Při porovnání elektrokoagulace a následné centrifugace s použitím samotné centrifugace činila úspora energie přibližně 80 % při koncentraci sklízené biomasy 0,23 g/L, což přibližně odpovídá reálné sklizňové koncentraci při velkoobjemové kultivaci mikrořas.

• Lucáková S., Brányiková I.,* Kováčiková S., Masojídek J., Ranglová K., Brányik T., Růžička M.: Continuous electrocoagulation of Chlorella vulgaris in a novel channel-flow reactor: A pilot-scale harvesting study. Bioresource Technology 2022, 351(May 2022), 126996. doi: 10.1016/j.biortech.2022.126996