kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Recovery of Cell Walls from Green Algae for Sustainable Materials Design
KTH, School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health (CBH), Fibre- and Polymer Technology.
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Isolering av cellväggar från gröna alger för hållbar materialdesign (Swedish)
Abstract [sv]

Alger är en lovande källa för biopolymerer på grund av deras överflöd. Men i de flesta applikationer extraheras enskilda komponenter från algerna genom energi- och lösningsmedelskrävande steg, vilket lämnar resten som avfall eller en lågvärdig produkt. Genom att separera biomassan från algen Ulva fenestrata i endast två faser kan hög energi- och lösningsmedelsförbrukning undvikas samtidigt som hela biomassan tas tillvara. Flera olika kemiska och fysikaliska behandlingar undersöktes som syftade till att separera cytoplasman från den polysackaridinnehållande cellväggen. I extraktionsprocessen separerades algernas huvudsakliga vävnad först från hållfastheterna, exponerades sedan för rena krafter och exponerades slutligen för ultraljudsvågor vid en temperatur på 45 °C medan den var nedsänkt i en lösningsmedelslösning. Genom mikroskopi, absorbans och fluorescensmätningar fann man att extraktionen gynnades av en lösning av 10 vol% etanol med tillsats av 1 vol% av det amfotera ytaktiva medlet kokamidopropylbetain. De återvunna, behandlade algerna kombinerade med kitosan användes för att bilda filmer genom lösningsmedelsgjutning. Och ett försök gjordes att bilda tvärbindningar mellan polysackariderna i de återvunna algerna såväl som mellan cellväggspolysackariderna och kitosan med citronsyra. Produkterna utsattes för termogravimetrisk analys och användes för att bilda filmer i ett Rapid Köthen-instrument, som användes för dragprovning. Tillsatsen av citronsyra ledde till minskad draghållfasthet och termisk stabilitet i proverna. Fynden som rapporteras här kan fungera som en grund för framtida forskning om att göra isolerade algcellväggar till en livskraftig källa för biomaterial.

Abstract [en]

Algae are a promising source for biopolymers due to their abundance. However, in most applications, single components are extracted from the algae through energy- and solvent-intensive steps, leaving the remainder as waste or a low-value product. By separating biomass from the algae Ulva fenestrata into only two phases, high energy and solvent consumption can be avoided while utilising the whole biomass. Several different chemical and physical treatments were investigated that aimed at the separation of the cytoplasm from the polysaccharide-containing cell wall. In the extraction process, the main tissue of the algae was first separated from the holdfasts, then exposed to sheer forces, and finally exposed to sonication waves at a temperature of 45 °C while submerged in a solvent solution. Through microscopy, absorbance, and fluorescence measurements, it was found that the extraction was favoured by a solution of 10 vol% ethanol with the addition of 1 vol% of the amphoteric surfactant cocamidopropyl betaine. The recovered, treated algae combined with chitosan were used to form films through solvent casting. And an attempt was made to form crosslinks between the polysaccharides within the recovered algae as well as between the cell wall polysaccharides and chitosan with citric acid. The products were subjected to thermogravimetric analysis and used to form films in a Rapid Köthen instrument, which was used for tensile testing. The addition of citric acid led to decreased tensile strength and thermal stability in the samples. The findings reported here may serve as a foundation for future research into making isolated algae cell walls a viable source of biomaterials.

Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2024:147
Keywords [en]
Cell wall, Green algae, Biobased material, Biorefinery, Chlorophyll
Keywords [sv]
Cellvägg, Grönalger, Biobaserat material, Bioraffinaderi, Klorofyll
National Category
Polymer Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-348378OAI: oai:DiVA.org:kth-348378DiVA, id: diva2:1875830
External cooperation
DTU
Subject / course
Polymer Technology
Educational program
Degree of Master - Macromolecular Materials
Supervisors
Examiners
Available from: 2024-12-01 Created: 2024-06-24

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

By organisation
Fibre- and Polymer Technology
Polymer Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 31 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf