Στην παρούσα ερευνητική εργασία μελετήθηκε η σύσταση σε λιπαρά οξέα των λιπιδίων (ολικών, φωσφολιπιδίων, γλυκολιπιδίων και σφιγγολιπιδίων, ουδετέρων) των μικροφυκών Nannochloropsis oculata και Chlorella sp. και μεικτών καλλιεργειών των ανωτέρω στελεχών καθώς επίσης και τροχοζώων του είδους Brachionus plicatilis καλλιεργούμενων σε βιοαντιδραστήρες μεγάλης κλίμακας υπό διαφορετικές συνθήκες αύξησης. Η καλλιέργεια των μικροφυκών πραγματοποιήθηκε σε βιοαντιδραστήρες βιομηχανικής κλίμακας 300 L, ο φωτισμός ήταν συνεχής και η θερμοκρασία παρέμενε σταθερή στους 28±3 οC κατά την περίοδο της άνοιξης και στους 22±3 οC κατά την περίοδο του φθινοπώρου και του χειμώνα. Το Chlorella sp., συνέθεσε λιπίδια πλούσια σε α-λινολενικό και παλμιτικό οξύ, ενώ στα λιπίδια του Nannochloropsis oculata τα υπερέχοντα λιπαρά οξέα ήταν τα οξέα παλμιτικό, εικοσιπεντανοϊκό (EPA) και παλμιτελαϊκό. Μετά από κλασμάτωση των λιπιδίων του Chlorella sp. βρέθηκε ότι το κλάσμα των ουδέτερων λιπιδίων (NL) ήταν το σημαντικότερο ποσοτικά, σε όλες τις φάσεις αύξησης. Στις πρώτες φάσεις αύξησης τα φωσφολιπίδια (P) υπερείχαν των γλυκο- και σφιγγο- λιπιδίων (G+S) ενώ καθώς η καλλιέργεια εξελισσόταν τα ποσοστά των P μειωνόταν προς όφελος των G+S. Τέλος, στη μεικτή καλλιέργεια όπου επικρατές στέλεχος ήταν το Nannochloropsis oculata τα λιπαρά οξέα με τα υψηλότερα ποσοστά ήταν τα οξέα παλμιτικό, παλμιτελαϊκό και EPA. Μεταξύ των λιπιδιακών κλασμάτων η αναλογία των NL ήταν σημαντικά υψηλότερη, ακολουθούσε εκείνη των G+S και τέλος των P. Τα τροχόζωα καλλιεργήθηκαν σε βιοαντιδραστήρες βιομηχανικής κλίμακας 2,500 L. Για τη διατροφή τους χρησιμοποιήθηκαν καλλιέργειες μικροφυκών (Nannochloropsis oculata, Chlorella sp.), ζύμη αρτοποιίας και διάφορα εμπλουτιστικά περιέχοντα σε υψηλά ποσοστά EPA και εικοσιδυεξανοϊκό (DHA). Η ανάλυση των λιπιδίων των τροχοζώων έδειξε ότι η σύσταση τους σε λιπαρά οξέα εξαρτάται από την τροφή την οποία καταναλώνουν. Διατροφή με καλλιέργειες μικροφυκών είχε ως αποτέλεσμα τη σύνθεση λιπιδίων που περιείχαν σε σημαντικά ποσοστά EPA. Μεταξύ των λιπιδιακών κλασμάτων, η αναλογία των NL ήταν σημαντικά υψηλότερη, ακολουθούσε των P και τέλος των G+S. Με τη χρήση εμπλουτιστικών τα λιπίδια των τροχοζώων που συσσωρεύτηκαν ήταν πλούσια σε EPA και DHA.Το λιπιδιακό κλάσμα με τα υψηλότερα ποσοστά ήταν το κλάσμα των NL, ακολουθούσε το κλάσμα των P ενώ αυτό των G+S εμφανίστηκε σε σημαντικά χαμηλότερα ποσοστά. / In this MSc thesis, fatty acids composition of lipids (total, phospholipids, glyco- and sphingolipids, neutral) synthesized by Nannochloropsis oculata, Chlorella sp. and mixed cultures of the above mentioned microalgae as well as by the rotifer Brachionus plicatilis, cultivated in industrial scale bioreactors under several growth conditions, were studied. Microalgae were cultivated in industrial scale bioreactors 300 L, under full sunlight and artificial light during night-time and at a constant temperature, 28±3 οC at sprint and 22 ±3 οC at autumn and winter. In Chlorella sp. the most abundant fatty acids were α- linolenic and palmitic acids, whereas in Nannochloropsis oculata palmitic, eicosapentaenoic (EPA) and palmitoleic acids were predominant. Neutral lipids (NL) fraction was found in higher proportions. Among polar lipids Phospholipids (P) fraction was higher at the initial growth steps while Glyco- plus Sphingolipids (G+S) fraction predominates as growth proceeded. In the mixed culture, where Nannochloropsis oculata was the dominant strain palmitic, palmitoleic and EPA were the major fatty acids. NL was the major fraction followed by G+S and P. Rotifers were cultivated in 2,500 L tanks. Rotifers fed with microalgae’s culture (Nannochloropsis oculata, Chlorella sp.), baker’s yeast and artificial diets with high level of EPA and docosahexaenoic acids (DHA). Rotifers fatty acid composition depended on the fatty acid composition of the feed. Rotifers fed microalgae cultures were rich in EPA, while when artificial diets were used, lipids rich in EPA and DHA were accumulated. Among lipid fractions, the proportion of NL was the highest, followed by P and G+S.

Η αύξηση των ενεργειακών απαιτήσεων όπως και η έλλειψη ορυκτών καυσίμων καθιστούν αναγκαία τη χρήση εναλλακτικών πηγών ενέγειας. Τα μικροφύκη αποτελούν μία από τις πλέον υποσχόμενες εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Το στάδιο της συλλογής της βιομάζας από τις καλλιέργειες μικροφυκών είναι το πιο περίπλοκο και αυτό με το πιο υψηλό κόστος, το οποίο αναφέρεται ότι αποτελεί έως και το 20-30% του συνολικού κόστους παραγωγής βιομάζας. Αυτός είναι και ο κύριος λόγος που εστιάστηκε η συγκεκριμένη εργασία στο κομμάτι της συλλογής με την χρήση κροκιδωτικών και μαγνητικών υλικών για την καθίζηση της βιομάζας, προκειμένου αυτή να συλεχθεί και να επεξεργασθεί περαιτέρω. Στη παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε καλλιέργεια δύο ειδών μικροφυκών σε εργαστηριακής κλίμακας αντιδραστήρες. Συγκεκριμένα εξετάστηκε ένα φύκος του γλυκού νερού, Scenedesmus rubescens και ένα φύκος αλμυρού νερού, Dunaliella tertiolecta και στη συνέχεια, με τις καλλιέργειες των δύο φυκών πραγματοποιήθηκαν πειράματα για την συλλογή τους. Από τις εργαστηριακές μετρήσεις που διεξάχθηκαν προσδιορίστηκαν οι εξής παράγοντες: τα αιωρούμενα και πτητικά αιωρούμενα στερεά, η οπτική πυκνότητα και η θολερότητα των καλλιεργειών, η χλωροφύλλη, το pH, τα ανιόντα όπως και η περιεκτικότητα των φυκών σε λιπίδια. Όλα τα πειράματα διεξήχθηκαν υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Επίσης σε τακτά χρονικά διαστήματα έγινε μικροσκοπική εξέταση σε οπτικό μικροσκόπιο και ηλεκτονικό μικροσκόπιο σάρωσης. Εν συνεχεία, χρησιμοποιήθηκαν οι καλλιέργειες για να πραγματοποιηθούν πειράματα συλλογής της βιομάζας με τη χρήση κοινών κροκιδωτικών (άλατα Fe3+ και Al3+) και μαγνητικών μικροσωματιδίων. Συγκεκριμένα έγιναν 27 πειράματα jar-test και 24 πειράματα με τη χρήση μαγνητικών υλικών. Στο κεφάλαιο 1 και 2 γίνεται αναφορά στα μικροφύκη και τις μεθόδους των διεργασιών συλλογής αυτών, καθώς και στα βιοκαύσιμα. Στη συνέχεια, στο 3ο κεφάλαιο γίνεται περιγραφή των πειραματικών διατάξεων, των εργαστηριακών μετρήσεων και σκοπτική περιγραφή της πειραματικής διαδικασίας που ακολουθήθηκε. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα των εργαστηριακών και των πειραματικών μετρήσεων. Στο 5ο κεφάλαιο γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων της παρούσης εργασίας με αποτελέσματα που έχουν ευρεθεί σε άλλες παρόμοιες μελέτες στη βιβλιογραφία. Τέλος, στο 6ο κεφάλαιο, ακολουθούν τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τα πειραματικά αποτελέσματα της παρούσας εργασίας. Απο τη μελέτη που πραγματοποιήθηκε συμπαιρένεται οτι η χρήση κροκιδωτικών και μαγνητικών υλικών είναι κατάλληλες και αποδοτικές για τη συλλογή βιομάζας των μικροφυκών, vi με ποσοστό αφαίρεσης της βιομάζας έως και 95%. Σε αντίθεση με τη μέθοδο της καθίζησης, στην οποία το ποσοστό αφαίρεσης εξαρτάται κυρίως απο το είδος και τη μορφολογία του κάθε μικροφύκους. / --