Desarrollo preliminar de una metodología de suministro de CO2 a cultivos de Botryococcus Braunii para la producción de biocombustibles
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Description
Several studies about the cultivation of microalgae in laboratory and pilot scale have recorded the potential of these microorganisms for the production of raw material in the fabrication of biofuels. The provision of a carbon source for the mass cultivation of microalgae is one of the main constraints in the production process; these photosynthetically fixed inorganic carbon (CO2) and synthesized metabolites for biofuel production. In the present study the influence of various parameters of CO2 supply over Botryococcus braunii crops in laboratory scale photobioreactors was evaluated. Central composite experimental designs were proposed to correlate the parameters and determine their effect on the dilution of CO2 and production of metabolites (biomass, lipids and hydrocarbons). Regarding design parameters of the photobioreactor, heights > 36cm, diameter < 7cm and small bubble sizes help increase CO2 dilution up to 180%. It was found that high concentrations of CO2 (> 0.06v/vm) continuously supplied are ideal for cell growth. Moreover, medium concentrations of CO2 (0.04 – 0.06v/vm) are ideal for the production of lipids and low concentrations of CO2 (< 0.02v/vm) is ideal for the production of hydrocarbons. The potential of the Colombian B. braunii strain for biodiesel production was validated thanks to its high lipid synthesis.
Diversos estudios sobre el cultivo de microalgas a escala laboratorio y piloto han registrado el potencial de estos microorganismos para la producción de materia prima en la elaboración de biocombustibles. El suministro de una fuente de carbono para el cultivo masivo de microalgas representa una de las principales limitantes en el proceso productivo; estas fijan fotosintéticamente carbono inorgánico (CO2) y sintetizan metabolitos para la producción de biocombustibles. En el presente estudio se evaluó la influencia de diversos parámetros de suministro de CO2 sobre cultivos de la especie Botryococcus braunii en fotobiorreactores a escala laboratorio. Se plantearon diseños experimentales centrales compuestos para correlacionar los parámetros a evaluar y determinar su efecto en la dilución de CO2 y producción de metabolitos (biomasa, lípidos e hidrocarburos). Respecto a los parámetros de diseño del fotobiorreactor, alturas > 36cm, diámetros < 7cm y pequeños tamaños de burbuja ayudan a incrementar la dilución del CO2 hasta en 180%. Se encontró que altas concentraciones de CO2 (> 0,06v/vm) suministrado de manera continua son ideales para el crecimiento celular. Por otra parte, concentraciones medias (0,04 – 0,06v/vm) de CO2 son ideales para la producción de lípidos y concentraciones bajas de CO2 (≤ 0,02v/vm) favorecen la producción de hidrocarburos. Se validó el potencial de la cepa de B. braunii colombiana para la producción de biodiésel gracias a sus altas tasas de síntesis de lípidos.
Estudos sobre o cultivo de microalgas em escala laboratorial e piloto tem sido o potencial para o cultivo desses microorganismos para a produção de matéria-prima na produção de biocombustíveis. Fornecer uma fonte de carbono para o cultivo em massa de microalgas representa um dos principais constrangimentos no processo de produção; estas fotossinteticamente fixar carbono inorgânico (CO2 ) e sintetizam metabólitos para a produção de biocombustíveis. O presente estudo avaliou a influência de diferentes parâmetros de fornecimento de CO2 nas culturas da espécie Botryococcus braunii em fotobiorreatores à escala laboratorial. Composto Central projetos experimentais foram propostos para correlacionar os parâmetros para avaliar e determinar o seu efeito sobre a diluição de CO2 e produção de metabólitos (biomassa, lipídios e hidrocarbonetos). Em relação aos parâmetros de projeto da fotobiorreator, alturas > 36cm, diâmetro < 7cm e tamanhos pequenos da bolha ajudam a aumentar a diluição de CO2 até 180%. Verificou que altas concentrações de CO2 (> 0,06v/vm) fornecido continuamente são ideais para o crescimento de células. Por outro lado, média de concentrações (0,04 - 0,06v/vm) de CO2 são ideais para a produção de lipídios e baixas concentrações de CO2 (≤ 0,02v/vm) favorecem a produção de hidrocarbonetos. Validada a tensão potencial de B. braunii colombiano para a produção de biodiesel, devido a suas altas taxas de síntese de lipídios.
Diversos estudios sobre el cultivo de microalgas a escala laboratorio y piloto han registrado el potencial de estos microorganismos para la producción de materia prima en la elaboración de biocombustibles. El suministro de una fuente de carbono para el cultivo masivo de microalgas representa una de las principales limitantes en el proceso productivo; estas fijan fotosintéticamente carbono inorgánico (CO2) y sintetizan metabolitos para la producción de biocombustibles. En el presente estudio se evaluó la influencia de diversos parámetros de suministro de CO2 sobre cultivos de la especie Botryococcus braunii en fotobiorreactores a escala laboratorio. Se plantearon diseños experimentales centrales compuestos para correlacionar los parámetros a evaluar y determinar su efecto en la dilución de CO2 y producción de metabolitos (biomasa, lípidos e hidrocarburos). Respecto a los parámetros de diseño del fotobiorreactor, alturas > 36cm, diámetros < 7cm y pequeños tamaños de burbuja ayudan a incrementar la dilución del CO2 hasta en 180%. Se encontró que altas concentraciones de CO2 (> 0,06v/vm) suministrado de manera continua son ideales para el crecimiento celular. Por otra parte, concentraciones medias (0,04 – 0,06v/vm) de CO2 son ideales para la producción de lípidos y concentraciones bajas de CO2 (≤ 0,02v/vm) favorecen la producción de hidrocarburos. Se validó el potencial de la cepa de B. braunii colombiana para la producción de biodiésel gracias a sus altas tasas de síntesis de lípidos.
Estudos sobre o cultivo de microalgas em escala laboratorial e piloto tem sido o potencial para o cultivo desses microorganismos para a produção de matéria-prima na produção de biocombustíveis. Fornecer uma fonte de carbono para o cultivo em massa de microalgas representa um dos principais constrangimentos no processo de produção; estas fotossinteticamente fixar carbono inorgânico (CO2 ) e sintetizam metabólitos para a produção de biocombustíveis. O presente estudo avaliou a influência de diferentes parâmetros de fornecimento de CO2 nas culturas da espécie Botryococcus braunii em fotobiorreatores à escala laboratorial. Composto Central projetos experimentais foram propostos para correlacionar os parâmetros para avaliar e determinar o seu efeito sobre a diluição de CO2 e produção de metabólitos (biomassa, lipídios e hidrocarbonetos). Em relação aos parâmetros de projeto da fotobiorreator, alturas > 36cm, diâmetro < 7cm e tamanhos pequenos da bolha ajudam a aumentar a diluição de CO2 até 180%. Verificou que altas concentrações de CO2 (> 0,06v/vm) fornecido continuamente são ideais para o crescimento de células. Por outro lado, média de concentrações (0,04 - 0,06v/vm) de CO2 são ideais para a produção de lipídios e baixas concentrações de CO2 (≤ 0,02v/vm) favorecem a produção de hidrocarbonetos. Validada a tensão potencial de B. braunii colombiano para a produção de biodiesel, devido a suas altas taxas de síntese de lipídios.
Keywords
Microalgae, Botryococcus Braunii, CO2, Photobioreacto, Lipids, Hydrocarbons., Microalgas, Botryococcus Braunii, CO2, Fotobiorreator, Lípidos, Hidrocarburos., Microalgas, Botryococcus Braunii, CO2, Fotobiorreator, Lipídios e Hidrocarbonetos.