Sviluppo del processo di elettro-coagulazione per il recupero delle microalghe : analisi della letteratura e indagini di laboratorio

In a world characterized by a constant population growth, an improvement in lifestyle and a growing problem of pollution, this paper focuses on research for a new method for microalgae recovery, which are actually considered as the most promising new source of biomass. In fact, microalgae find application in several sectors, from pharmaceutical and cosmetic sectors up to their use in biofuels and bioplastic production. Nowadays, collection and dehydration phases represent a limit to the implementation on large scale of microalgae based processes. In this context, many authors began to study electro-coagulation, an electrolytic process which allows the achievement of high recovery efficiencies, through the action of various mechanisms. For this reason, after a meticulous analysis of literature data, the process of electro-coagulation has been developed in the labs of Polytechnic of Milan, thanks to microalgae samples provided by Spallanzani Institute in Rivolta d’Adda (CR). In labs several experimental tests in batch have been developed, which investigated the influence of the main operating parameters: electrodes material, applied electrical current and process time. Results allow to define the optimal process conditions, which have been used to compare this process with more traditional process of chemical coagulation with aluminium sulphate and ferric chloride. The feasibility of the process was finally defined considering also energetic consumptions and associated costs.

In un mondo caratterizzato da un costante incremento della popolazione, da un miglioramento degli stili di vita e da un crescente problema di inquinamento, il presente elaborato focalizza l’attenzione sulla ricerca di un nuovo metodo per la raccolta delle microalghe, ad oggi considerate come la più promettente nuova fonte di biomassa. Le microalghe infatti trovano applicazione in molteplici settori, a partire da quello farmaceutico e cosmetico, fino al loro utilizzo nella produzione di biocarburanti e bioplastiche. Ad oggi però, le fasi di raccolta e disidratazione rappresentano un limite all’implementazione su larga scala di processi a base di microalghe. È in questo contesto che diversi autori hanno iniziato a studiare l’elettro-coagulazione, un processo elettrolitico che, attraverso l’azione di diversi meccanismi, consente il raggiungimento di elevate efficienze di recupero. Per questo, dopo un’analisi approfondita dei dati presenti in letteratura, il processo è stato sviluppato presso i laboratori del Politecnico di Milano su campioni di sospensioni microalgali forniti dall’Istituto Spallanzani di Rivolta d’Adda (CR). In laboratorio sono state condotte diverse prove sperimentali in batch, che hanno indagato l’influenza dei principali parametri operativi: materiale degli elettrodi, corrente applicata e tempo di processo. I risultati ottenuti hanno consentito di definire delle condizioni ottimali di processo, che sono state utilizzate per il confronto di tale tecnologia con il più tradizionale processo di coagulazione chimica con solfato di alluminio e cloruro ferrico. La fattibilità del processo è stata infine definita considerando anche i consumi energetici e i costi associati.