Efecto del glicerol como fuente de carbono adicional en la obtención de biomasa y ácidos grasos en cultivos chlorella vulgaris en un foto-biorreactor de panel plano a escala de laboratorio
Palabras clave:
Chlorella Vulgaris, ácidos grasos, producción de biomasa, biodiesel, glicerol
Resumen
En este proyecto de investigación se trabajó con la micro-alga Chlorella Vulgaris, con el objetivo de evaluar la influencia del glicerol, como nueva fuente posible de carbono, para la producción de biomasa y ácidos grasos. Se utilizó como medio de cultivo el fertilizante foliar (conocido comercialmente como FOLIAGRO) por poseer los macro y micronutrien- tes necesarios para el crecimiento adecuado de la micro-alga. Para la investigación, fueron evaluadas tres diferentes concentraciones de glicerol (10, 15 y 20 g/L) en un foto-biorreactor de panel plano, con capacidad de trabajo de 1,4 L. El crecimiento micro- algar se llevó a cabo en incubadoras, donde se mo- nitorean las condiciones adecuadas de crecimiento. La agitación se realizó por medio de bombas para acuario con capacidad de 4 L/min, fotoperiodo de 12L: 120 (Luz, Oscuridad), intensidad lumínica con lámparas halógenas de luz rojas y 8W, temperatura de 21 °C ± 3 °C y pH 6-7; y el crecimiento se determinó por medio de conteos en cámara de Neu- bauer. Para la obtención de biomasa se realizaron los procesos secuenciales de sedimentación, centrifugación y liofilización. Después, fue evaluada la biomasa seca por medio de una cromatografía de gases, acoplada a su espectro, para determinar así el perfil lipídico de la misma. El glicerol demostró ser una fuente de carbono útil en el crecimiento de C. Vulgaris. La concentración de 15 g/L, resultó ser el medio más favorable para el crecimiento celular, durante los 12 días de experimentación (crecimiento máximo 2,29x107 Cel/mL).
Referencias bibliográficas
Abalde, J. (1995) "Concepción, Micro-algas: Cultivo y Aplicaciones”. Coruña: Universidad de la Coruña p. 21
Ángel, C., Pimenta, W. (2012) “Evaluación de la incidencia del nitrógeno en el medio de cultivo bold basal para la producción de biomasa de la micro-alga chlorella vulgaris en un foto-biorreactor, para la obtención de ácidos grasos”. Tesis de investigación Ingeniería Química. Universidad de América. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Química, p. 64.
Amaro, H., Guedes, A., Catarina. & Malcata, F. (2011) “Advances and perspectives in using micro-algae to produce biodiesel”. En: Applied Energy. Vol., 88, No. 10. p. 3406.
Anónimo. Secado por aspersión. [En línea].Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales. [Citado el 27 de noviembre de 2012]. Disponible desde Internet en:http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/maniza- Ies/4070035/lecciones/cap7/ leccion7 7.htm.
Arias, M. et al. (2013) “Producción de biodiesel a partir de micro-algas: parámetros del cultivo que afectan la producción de lípidos”. Acta biol. Co- lomb. Vol. 18 N°. 1. p. 56
Bahadar, A. & Bilal M. (2013) “Progress in energy from micro-algae: A review, Renewable and sustainable energy reviews”. V. 27. p. 148
Belén, C., Silva, E. & Barón, J. (2013) “Aplicaciones biotecnologías de micro-algas: caso de estudio. Proyecto de Producción de Micro-algas para obtención de Biocombus- tibles”. Segundas Jornadas de Biotecnología Universidad Nacional de Cuyo, Argentina.
Bligh, E. & Dyer, W. (1959) “A rapid method for total lipid extraction and purification”. Canadian Journal of Biochemistry and Physiology, 37(8). p. 911-917.
Camacho et al. “Cultivo y elaboración de un producto comestible de Chlorella vulgaris”. En: UNAM. Recuperado de:, p. 5.
Clavell, L, Pedrique, M. (1992). “Microbiología. Manual de Métodos Generales” (segunda edición). Facultad de Farmacia. Universidad Central de Venezuela.
Da Silva, G., Mack, M. & Contiero, J. (2009) “Glycerol: A promising and abundant carbon source for industrial microbiology. Biotechnology Advances, p. 30-39.Disponible en: http:// www.ecopetrol.com.co/espe- ciales/Revistalnnova7ed/idi04. html. Revisado Junio de 2014
Demirbas. A., Demirbas, F. (2011) “Importance of microalgae as a source of biodiesel”. Energy Conversion and Management Vol 52 (1).
Deschenes, J., Boudreau, A., Rejean, T. (2015) “Mixotro- phic production of microalgae in pilot-scale photobioreactors: Practicability and process considerations”. Algal Research 10: 80-86.
Estevez-Landezabal.L., Barajas,A., Barajas, C, Kafa- rov, V.(2013) “Improvement of lipid productivity on Chlorella vulgaris using waste glycerlol and sodium acetate”. Ciencia Tecnologia y Futuro Vol 5 (2): 113-126
Ferrero, I. (2011) “Producción de Biodiesel a partir de Micro-algas como alternativa a los cultivos clásicos”. Universidad Nacional del Litoral. Bioquímica y Ciencias Biológicas, p. 5.
García, J., Molina, E., García, F., Sánchez P., & Giménez, A. (1993) “Cuantificación de ácidos grasos a partir de bio- masa micro-algar”. En Grasas y Aceites Departamento de Ingeniería Química. Facultad de Ciencias Experimentales. Universidad de Almería.
Garibay, A. et al. (2009) “Biodiesel a Partir de Micro-algas”. Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México. BioTecnología, Año, Vol. 13 No. 3, p. 42.
Gary., A., (2009) “A review of lab scale photobioreactor development”. Proceedings of the South Academy of Science, Vol. 88. p. 34.
González, Á., Kafarov, V., Guzmán, A. (2010) "Desarrollo de métodos de extracción de aceite en la cadena de producción de biodiesel a partir de micro-algas”. En: Prospect. Diciembre. Vol. 7. no. 2. p. 54.
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación. (2008) “Documentación. Presentación de tesis, trabajos de grado y otros trabajos de investigación”. NTC 1486. Sexta actualización. Bogotá: El Instituto. p.1.
______________. Referencias bibliográficas, contenido, forma y estructura.. NTC 5613. Bogotá: El Instituto, 2008, p.1-2
______________. Referencias documentales para fuentes de información electrónica. NTC 4490. Bogotá: El Instituto, 1998, p.2
Jaramillo, J. (2011) “Evaluación tecno-económica de la producción de biocombus- tibles a partir de micro-algas”. Trabajo de grado Magister en Ingeniería Química. Maniza- les, Colombia. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Maestría en Ingeniería-Ingeniería Química, p. 24.
Jarunan, P, Piyawan, S. & Thidarat, N. (2005) “Fatty acids composition of 10 micro-algar species”. Songklanakarin J. Sci. Technol. 27(6). p. 1179-1187
Kong, W., Song, H., Cao, Y, Yang, H„ Hua, S. & Xia, C. (2011). “The characteristics of biomass production, lipid accumulation and chlorophyll biosynthesis of Chlorella vulgaris under mixotrophic cultivation”. African journal of Biotechnology. 10(55). p. 11620-11630.
Li,X., Xu,H., Wu,Q. (2007) “Large - Scale Biodiesel production from microalgae chlorella protothecoides through heterotrophic cultivation in bioreactors”. Biotechnology and Bioengineering Vol 98:764-771.
Loaiza, F. (2003) “Cinética de la reacción de transesterifi- cación del aceite de higuerilla en la obtención de biodiesel”. Universidad Nacional de Colombia. p. 26
Madigan, M., Martinlo, J., Parker. (2010) “Brock biology of microorganisms” Ninth Edition. Ed Prentice Hall. ISBN 0-13-081922-0
Monthieu, C. (2010) “Estudio técnico económico de la extracción de los lípidos de las micro-algas para la producción de biodiesel”. Universidad pontificia comillas, escuela técnica superior de ingeniería (ICAI). Madrid, Junio, p. 70.
Morales, W, N Polish, A Se- queira, E Chamorro, E Herrero (2010) “Purificación de glicerol obtenido a partir de síntesis de biodiesel de aceite crudo de algodón”. Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente vol 14.
Moser, B. (2009) “Biodiesel production, properties, and feedstocks”. In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant, 45(3). p. 229-266.
Nag, D„ et al. (2012). “Recent Trends on the Development of Photobiological Processes and Photobioreactors for the Improvement of Hydrogen Production". En: International Journal of Hydrogen Energy. Vol., 35. No 19 (Oct). p. 10228.
O’grady, J. & Morgan, J. (2011) “Heterotrophic growth and lipid production of Chlorella protothecoides on glycerol”. Bioprocess Biosyst Eng. 34:121-125
Olguín, L. (2004) “Cromatografía de Gases. Métodos en Biotecnología”. Universidad Nacional Autónoma de México. Junio, p. 1.
Ortiz, E. & Castro, K. (2013) “Determinación de la incidencia de la relación carbono: nitrógeno en la producción de biomasa y ácidos grasos en la micro- alga chlorella vulgaris a escala de laboratorio”. Tesis de investigación Ingeniería Química. Universidad de América. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Química, p. 51.
Pestaña, R,M., Pestaña R. (2012) “Producción de micro-algas UTEX 1803 usando como sustrato glicerol residual a escala de laboratorio”. Tesis de Grado de Ingeniero Químico. Universidad Industrial de Santander, p. 11.
Portilla, M., Eraso, S., Galé, C., García, I., Moler, J. & Blanca, M. (2006) “Manual práctico del paquete estadístico SPSS para Windows” (3a edición revisada). Universidad Pública de Navarra: Navarra.
Posada, J., Cardona, C. (2010) "Análisis de la refinación de glicerina obtenida como co- producto en la producción de biodiesel”. Ingeniería y Universidad vol 14 No 1
Rodríguez, A., Serrano, L. & Firson, A. (2012) “Efecto de la relación Carbono/ Nitrógeno en la productividad de Biomasa y Lípidos en cultivos de Chlorella Vulgaris Utex 1803 en Foto-biorreactores a escala de laboratorio”. Universidad Industrial de Santander. Ingeniería Química. P. 15.
Salazar, L. (2012) “Evaluación de métodos de extracción de aceite de micro-algas para la producción de biodiesel”. Proyecto de grado. Facultad de ingeniería. Universidad de Piura. p. 46.
Serrano, L. (2012). “Estudio de cuatro cepas nativas de micro-algas para evaluar su potencial uso en la producción de biodiesel” Tesis de investigación Magister en Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, p. 41.
Slade, R., & Bauen, A. (2013) “Micro-algae cultivation for biofuels: Cost, energy balance, environmenta impacts and future prospects”. Biomass and Bioenergy. V. 53. p. 29.
Solovchenko, A. (2011) “Physiological Role of Neutral Lipid Accumulation in Eukaryotic Micro-algae under Stresses”; Faculty of Biology, Moscow State University; Moscow.
Torres, C., Rios.S., Torras.,C. (2013) “Microalgae- based biodiesel: A multicriteria analysis of the production process”. Bioresource Technology Vol 147: 7-16
Valencia, M. & Cardona, C. (2013) “Evaluación ambiental para procesos que usan residuos de la industria de los bio- combustibles como materias primas”, p. 106.
Wang, C., LI, H., Wang, Q., WEI, P. (2010) “Effect of pH on growth and lipid content of Chlorella vulgaris cultured in biogas slurry”. En: Sheng Wu Gong Cheng Xue Bao. Vol., 26, No. 8 (Ago); p. 1074.
Kong, W.etal (2013) “Chlorella vulgaris Cultivation on Glycerol and Glucose” Food Teehnol Biotechnol. 51 (1). p. 62-69. Disponible en: http://www.faciasuncoma.com.ar/ Carreras/Saneamiento%20 Ambiental/MicrobiologiaAm- biental/8%20RECUENTO.pdf. Revisado Julio de 2014
Xiufeng, L., Han, X., Qin- gyu, Wu. (2007) “Large-Scale Biodiesel Production From Micro-alga Chlorella protothe- coides Through Heterotrophic Cultivation in Bioreactors”. Department of Biological Sciences and Biotechnology, Tsinghua University, Beijing. Wiley In- terScience. Biotechnology and Bioengineering, Vol. 98, No 4, November 1.
Xu,H„ Miao.X., Wu,Q. (2006). High quality biodiesel production from a microalga Chlorella prototecoides by he- terotophic growth in fermenters. Journal of Biotechnology 126: 499-507.
Yun, Y., Lee S., Park, J., Lee, C. & Yang, J. (1997) “Carbon dioxide fixation by algar cultivation using waste water nutrients”. J. of Chem. Teehnol. Biotechnol.
Ángel, C., Pimenta, W. (2012) “Evaluación de la incidencia del nitrógeno en el medio de cultivo bold basal para la producción de biomasa de la micro-alga chlorella vulgaris en un foto-biorreactor, para la obtención de ácidos grasos”. Tesis de investigación Ingeniería Química. Universidad de América. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Química, p. 64.
Amaro, H., Guedes, A., Catarina. & Malcata, F. (2011) “Advances and perspectives in using micro-algae to produce biodiesel”. En: Applied Energy. Vol., 88, No. 10. p. 3406.
Anónimo. Secado por aspersión. [En línea].Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales. [Citado el 27 de noviembre de 2012]. Disponible desde Internet en:http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/maniza- Ies/4070035/lecciones/cap7/ leccion7 7.htm.
Arias, M. et al. (2013) “Producción de biodiesel a partir de micro-algas: parámetros del cultivo que afectan la producción de lípidos”. Acta biol. Co- lomb. Vol. 18 N°. 1. p. 56
Bahadar, A. & Bilal M. (2013) “Progress in energy from micro-algae: A review, Renewable and sustainable energy reviews”. V. 27. p. 148
Belén, C., Silva, E. & Barón, J. (2013) “Aplicaciones biotecnologías de micro-algas: caso de estudio. Proyecto de Producción de Micro-algas para obtención de Biocombus- tibles”. Segundas Jornadas de Biotecnología Universidad Nacional de Cuyo, Argentina.
Bligh, E. & Dyer, W. (1959) “A rapid method for total lipid extraction and purification”. Canadian Journal of Biochemistry and Physiology, 37(8). p. 911-917.
Camacho et al. “Cultivo y elaboración de un producto comestible de Chlorella vulgaris”. En: UNAM. Recuperado de:
Clavell, L, Pedrique, M. (1992). “Microbiología. Manual de Métodos Generales” (segunda edición). Facultad de Farmacia. Universidad Central de Venezuela.
Da Silva, G., Mack, M. & Contiero, J. (2009) “Glycerol: A promising and abundant carbon source for industrial microbiology. Biotechnology Advances, p. 30-39.Disponible en: http:// www.ecopetrol.com.co/espe- ciales/Revistalnnova7ed/idi04. html. Revisado Junio de 2014
Demirbas. A., Demirbas, F. (2011) “Importance of microalgae as a source of biodiesel”. Energy Conversion and Management Vol 52 (1).
Deschenes, J., Boudreau, A., Rejean, T. (2015) “Mixotro- phic production of microalgae in pilot-scale photobioreactors: Practicability and process considerations”. Algal Research 10: 80-86.
Estevez-Landezabal.L., Barajas,A., Barajas, C, Kafa- rov, V.(2013) “Improvement of lipid productivity on Chlorella vulgaris using waste glycerlol and sodium acetate”. Ciencia Tecnologia y Futuro Vol 5 (2): 113-126
Ferrero, I. (2011) “Producción de Biodiesel a partir de Micro-algas como alternativa a los cultivos clásicos”. Universidad Nacional del Litoral. Bioquímica y Ciencias Biológicas, p. 5.
García, J., Molina, E., García, F., Sánchez P., & Giménez, A. (1993) “Cuantificación de ácidos grasos a partir de bio- masa micro-algar”. En Grasas y Aceites Departamento de Ingeniería Química. Facultad de Ciencias Experimentales. Universidad de Almería.
Garibay, A. et al. (2009) “Biodiesel a Partir de Micro-algas”. Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México. BioTecnología, Año, Vol. 13 No. 3, p. 42.
Gary., A., (2009) “A review of lab scale photobioreactor development”. Proceedings of the South Academy of Science, Vol. 88. p. 34.
González, Á., Kafarov, V., Guzmán, A. (2010) "Desarrollo de métodos de extracción de aceite en la cadena de producción de biodiesel a partir de micro-algas”. En: Prospect. Diciembre. Vol. 7. no. 2. p. 54.
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación. (2008) “Documentación. Presentación de tesis, trabajos de grado y otros trabajos de investigación”. NTC 1486. Sexta actualización. Bogotá: El Instituto. p.1.
______________. Referencias bibliográficas, contenido, forma y estructura.. NTC 5613. Bogotá: El Instituto, 2008, p.1-2
______________. Referencias documentales para fuentes de información electrónica. NTC 4490. Bogotá: El Instituto, 1998, p.2
Jaramillo, J. (2011) “Evaluación tecno-económica de la producción de biocombus- tibles a partir de micro-algas”. Trabajo de grado Magister en Ingeniería Química. Maniza- les, Colombia. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Maestría en Ingeniería-Ingeniería Química, p. 24.
Jarunan, P, Piyawan, S. & Thidarat, N. (2005) “Fatty acids composition of 10 micro-algar species”. Songklanakarin J. Sci. Technol. 27(6). p. 1179-1187
Kong, W., Song, H., Cao, Y, Yang, H„ Hua, S. & Xia, C. (2011). “The characteristics of biomass production, lipid accumulation and chlorophyll biosynthesis of Chlorella vulgaris under mixotrophic cultivation”. African journal of Biotechnology. 10(55). p. 11620-11630.
Li,X., Xu,H., Wu,Q. (2007) “Large - Scale Biodiesel production from microalgae chlorella protothecoides through heterotrophic cultivation in bioreactors”. Biotechnology and Bioengineering Vol 98:764-771.
Loaiza, F. (2003) “Cinética de la reacción de transesterifi- cación del aceite de higuerilla en la obtención de biodiesel”. Universidad Nacional de Colombia. p. 26
Madigan, M., Martinlo, J., Parker. (2010) “Brock biology of microorganisms” Ninth Edition. Ed Prentice Hall. ISBN 0-13-081922-0
Monthieu, C. (2010) “Estudio técnico económico de la extracción de los lípidos de las micro-algas para la producción de biodiesel”. Universidad pontificia comillas, escuela técnica superior de ingeniería (ICAI). Madrid, Junio, p. 70.
Morales, W, N Polish, A Se- queira, E Chamorro, E Herrero (2010) “Purificación de glicerol obtenido a partir de síntesis de biodiesel de aceite crudo de algodón”. Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente vol 14.
Moser, B. (2009) “Biodiesel production, properties, and feedstocks”. In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant, 45(3). p. 229-266.
Nag, D„ et al. (2012). “Recent Trends on the Development of Photobiological Processes and Photobioreactors for the Improvement of Hydrogen Production". En: International Journal of Hydrogen Energy. Vol., 35. No 19 (Oct). p. 10228.
O’grady, J. & Morgan, J. (2011) “Heterotrophic growth and lipid production of Chlorella protothecoides on glycerol”. Bioprocess Biosyst Eng. 34:121-125
Olguín, L. (2004) “Cromatografía de Gases. Métodos en Biotecnología”. Universidad Nacional Autónoma de México. Junio, p. 1.
Ortiz, E. & Castro, K. (2013) “Determinación de la incidencia de la relación carbono: nitrógeno en la producción de biomasa y ácidos grasos en la micro- alga chlorella vulgaris a escala de laboratorio”. Tesis de investigación Ingeniería Química. Universidad de América. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Química, p. 51.
Pestaña, R,M., Pestaña R. (2012) “Producción de micro-algas UTEX 1803 usando como sustrato glicerol residual a escala de laboratorio”. Tesis de Grado de Ingeniero Químico. Universidad Industrial de Santander, p. 11.
Portilla, M., Eraso, S., Galé, C., García, I., Moler, J. & Blanca, M. (2006) “Manual práctico del paquete estadístico SPSS para Windows” (3a edición revisada). Universidad Pública de Navarra: Navarra.
Posada, J., Cardona, C. (2010) "Análisis de la refinación de glicerina obtenida como co- producto en la producción de biodiesel”. Ingeniería y Universidad vol 14 No 1
Rodríguez, A., Serrano, L. & Firson, A. (2012) “Efecto de la relación Carbono/ Nitrógeno en la productividad de Biomasa y Lípidos en cultivos de Chlorella Vulgaris Utex 1803 en Foto-biorreactores a escala de laboratorio”. Universidad Industrial de Santander. Ingeniería Química. P. 15.
Salazar, L. (2012) “Evaluación de métodos de extracción de aceite de micro-algas para la producción de biodiesel”. Proyecto de grado. Facultad de ingeniería. Universidad de Piura. p. 46.
Serrano, L. (2012). “Estudio de cuatro cepas nativas de micro-algas para evaluar su potencial uso en la producción de biodiesel” Tesis de investigación Magister en Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, p. 41.
Slade, R., & Bauen, A. (2013) “Micro-algae cultivation for biofuels: Cost, energy balance, environmenta impacts and future prospects”. Biomass and Bioenergy. V. 53. p. 29.
Solovchenko, A. (2011) “Physiological Role of Neutral Lipid Accumulation in Eukaryotic Micro-algae under Stresses”; Faculty of Biology, Moscow State University; Moscow.
Torres, C., Rios.S., Torras.,C. (2013) “Microalgae- based biodiesel: A multicriteria analysis of the production process”. Bioresource Technology Vol 147: 7-16
Valencia, M. & Cardona, C. (2013) “Evaluación ambiental para procesos que usan residuos de la industria de los bio- combustibles como materias primas”, p. 106.
Wang, C., LI, H., Wang, Q., WEI, P. (2010) “Effect of pH on growth and lipid content of Chlorella vulgaris cultured in biogas slurry”. En: Sheng Wu Gong Cheng Xue Bao. Vol., 26, No. 8 (Ago); p. 1074.
Kong, W.etal (2013) “Chlorella vulgaris Cultivation on Glycerol and Glucose” Food Teehnol Biotechnol. 51 (1). p. 62-69. Disponible en: http://www.faciasuncoma.com.ar/ Carreras/Saneamiento%20 Ambiental/MicrobiologiaAm- biental/8%20RECUENTO.pdf. Revisado Julio de 2014
Xiufeng, L., Han, X., Qin- gyu, Wu. (2007) “Large-Scale Biodiesel Production From Micro-alga Chlorella protothe- coides Through Heterotrophic Cultivation in Bioreactors”. Department of Biological Sciences and Biotechnology, Tsinghua University, Beijing. Wiley In- terScience. Biotechnology and Bioengineering, Vol. 98, No 4, November 1.
Xu,H„ Miao.X., Wu,Q. (2006). High quality biodiesel production from a microalga Chlorella prototecoides by he- terotophic growth in fermenters. Journal of Biotechnology 126: 499-507.
Yun, Y., Lee S., Park, J., Lee, C. & Yang, J. (1997) “Carbon dioxide fixation by algar cultivation using waste water nutrients”. J. of Chem. Teehnol. Biotechnol.
Cómo citar
Rubio, D., Manjarrez, C., Muñoz, L., & Lache, A. (2015). Efecto del glicerol como fuente de carbono adicional en la obtención de biomasa y ácidos grasos en cultivos chlorella vulgaris en un foto-biorreactor de panel plano a escala de laboratorio. Revista De Investigación, 8(1), 8–20. https://doi.org/10.29097/2011-639X.4
Descargas
Los datos de descargas todavía no están disponibles.
