Project R-9781

The rol van extracellulair organisch materiaal (AOM) in coagulatie, flocculatie en flotatie processen voor het oogsten van microalgen biomassa: probleem of opportuniteit? (Onderzoek)

De toenemende wereldwijde vraag naar duurzame groene grondstoffen voor industriële chemicaliën en biobrandstof heeft de aandacht van de maatschappij gevestigd op het gebruik van microalgenbiomassa. De belangrijkste stappen in de productie van microalgenbiomassa omvatten de selectie van soorten en stammen, de teelt, de oogst en de verwerking van de geoogste biomassa tot de gewenste producten. De laatste decennia is er een snelle groei geweest in het onderzoek en de industriële ontwikkeling in elk van deze productiefasen, zowel vanuit biologisch oogpunt als wat betreft het proces. Van deze productiestappen blijft het oogsten de meest uitdagende en energieverslindende stap door de lage verhouding biomassa/vloeistof van de gerijpte cultuur en de dynamiek van celeigenschappen die hun interactie met vloeibare kweekmedia beïnvloeden. Een fundamenteel begrip van de moleculaire interacties tussen microalgcellen, coagulanten en extracellulaire algogene organische materie (AOM) is nodig om een accurate voorspelling te kunnen maken van de flocculatieprestaties voor verschillende microalgalensoorten. Een nauwkeurige inspectie van de dynamiek en het gedrag van AOM in coagulatie en sedimentatie zou zelfs kunnen leiden tot nieuwe strategieën met betere techno-economische prestaties (vergeleken met centrifugatie of filtratie) van het oogstproces, waardoor de productie van microalgenbiomassa economisch aantrekkelijker zou worden. Bovendien kan een gedetailleerde analyse van AOM ook het valorisatiepotentieel ervan onthullen als bron voor biogebaseerde functionele chemicaliën zoals emulgatoren, hydrocolloïden, of hoogwaardige therapeutische middelen. Het hoofddoel is de rol van extracellulair AOM (vooral de koolhydraatcomponent) op de microalgal flocculatie dynamica (scheidingsefficiëntie, coagulant dosis-respons, floc karakteristieken) te onderzoeken op het niveau van de concentratie en moleculaire samenstelling van AOM. We trachten de relatie tussen de eigenschappen van het microalgenceloppervlak, de eigenschappen van het vloksel en de samenstelling van het AOM te verduidelijken, door de interactie tussen elke component te bestuderen: cel ↔ coagulant ↔ AOM ↔ vloksel. De algemene doelstelling is om de bestaande oogstmethoden te verbeteren en de weg te bereiden voor nieuwe oogstprocessen voor microalgen op basis van coagulatie.

01 oktober 2019 - 30 september 2023