Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • 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
Teknoekonomisk studie för fullskalig produktion av biomassa från mikroalger
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2015 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Techno-economic Study for Full-scale Production of Microalgal Biomass (English)
Abstract [en]

Microalgae have received a surge in attention in the past decade as a source for renewable

energy. They are currently used to produce high-value products but have the

potential to produce biofuels such as bioethanol, biodiesel and biohydrogen among

others. The present work is an evaluation of the feasibility of a process producing

microalgae as a wet biomass paste through modeling of a real process. The production

process of microalgal-derived low-value products has yet to be realized due to

the low productivity in current culture systems, the high cost of such systems and

the high cost of harvesting the microalgal biomass. An accurate and efficient model

of this process is key in allowing for scale up to where it can contribute sufficiently

to a more sustainable society.

The model constructed evaluates the best alternative out of twelve configurations

using data supplied by the user. The model is flexible in that it allows for modeling

of different microalgae and different scales of production. Genetic engineering of the

microalgae is modeled as three different cases: a reduction in the light-harvesting

antennae, the expression of a fluorescent protein that by absorbing UV light emits

photosynthetically active radiation and a combination of the two. The model is then

run for the case relevant to the user. To evaluate the performance of the model and

the viability of the modeled process, it was ran for the microalgae P. tricornutum and

an annual production demand of 1000 ton wet biomass paste. The break-even price

of the biomass was 8.79 Ä for the base case and 5.68 Ä with both cases of genetic

engineering of the microalgal cell. The best configuration was found to be a tubular

photobioreactor in the cultivation stage with flocculation-sedimentation followed by

filtration in the harvesting stage.

The model is capable of producing results that are in line with the current research

and are thus deemed reasonable. With the level of accuracy that the model presently

contains, it is a good representation of the production of microalgal biomass as a

whole. However, to be able to draw definitive conclusions, more time and research

is required.

Abstract [sv]

Intresset för mikroalger som en förnyelsebar energikälla har ökat under det senaste

decenniet. För närvarande används mikroalger enbart för produktion av specialprodukter

men de har potential att användas vid produktion av bland annat bioetanol,

biodiesel och vätgas. Detta arbete är en teknoekonomisk studie av produktion av

våt biomassa från mikroalger genom modellering av en verklig process. En sådan

process finns ännu inte i stor skala på grund av den låga produktiviteten i nuvarande

odlingssystem och dess höga kostnader samt de höga kostnaderna kopplade till skördning

av biomassan. För att skala upp denna process krävs en noggrann och effektiv

modell som simulerar processen samt hur den kan förbättras genom att genetiskt

modifiera mikroalgerna.

Modellen som konstruerats tar in data från användaren och utvärderar den bästa processen

av tolv konfigurationer. Modellen är flexibel och tillåter simulering av olika

typer av mikroalger och olika produktionskrav. Genetisk modifiering av mikroalgerna

modelleras för tre fall: en reducering av ljuskomplexens antennstorlekar, uttryckning

av ett fluorescerande protein som absorberar UV-ljus och emitterar fotosyntetiskt

aktiv strålning och en kombination av båda. Modellen körs sedan för det fall som

användaren finner relevant, ett basfall utan genetiska modifieringar och med dessa.

För att utvärdera modellens prestation och den modellerade processens genomförbarhet

kördes den för mikroalgen P. tricornutum och en årlig produktion på 1000 ton

våt biomassa. För att uppnå ett nollresultat krävs ett försäljningspris på 8.79 Ä för

basfallet och 5.68 Ä för fallet med båda de genetiska modifieringarna. Den bästa konfigurationen

var en tubreaktor i odlingssteget följt av flockulering och sedimentering

följt av filtrering.

Modellen är kapabel till producera resultat som stämmer överens med den nuvarande

forskningen inom området och därmed bedöms de som rimliga. Modellen ger i helhet

en god representation av produktion av biomassa, men för att dra definitiva slutsatser

kring genomförbarheten av denna process så krävs det att mer tid och forskning

investeras i att förbättra modellen och dess noggrannhet.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 150 p.
Keyword [en]
Microalgae, modeling, cultivation, harvesting, genetic engineering
National Category
Other Chemical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-172147OAI: oai:DiVA.org:kth-172147DiVA: diva2:846059
Available from: 2015-08-14 Created: 2015-08-14 Last updated: 2017-11-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(5099 kB)1 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5099 kBChecksum SHA-512
b0687e60451af1906331350d9c295f5d0f9f5c0cb06b3c2e55244d15618a24781842823290ce43bfb4a7e72e28544600bf736e6eec875671823a1408dfaca770
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Other Chemical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 140 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • 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