Optimización de la producción de biomasa para la extracción de lípidos utilizando cepas de la microalga Scenedesmus sp.

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i1.24494

Palabras clave:

Biodiesel; Microalgas; Scenedesmus; Lípidos; Optimización estadística.

Resumen

Especies de microalgas como Scenedesmus sp. tienen un alto potencial de acumulación de lípidos en sus células, lo que permite realizar estudios dirigidos a explorar estos organismos como materia prima para la extracción de bioaceites para la producción de biodiesel, potenciando los sistemas de cultivo y cosecha de biomasa. Este estudio se desarrolló con el objetivo de evaluar técnicas para el cultivo de la microalga Scenedesmus sp. que permite una mayor producción de bioaceite. El cultivo se realizó en reactores acrílicos planos horizontales, mantenidos a temperatura ambiente a 25 °C ± 1 °C, con controlador de fotoperiodo a 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad, utilizando tres lámparas fluorescentes blancas de 40 Voltios. El medio de cultivo, el tiempo y el porcentaje de inóculo fueron las variables optimizadas para el crecimiento de algas y el rendimiento de lípidos. Con el objetivo de minimizar el número de experimentos realizados y el tiempo empleado, se utilizaron planificación factorial 23 y planificación central compuesta. Los análisis indicaron que el cultivo de microalgas Scenedesmus sp., Mostró mejores rendimientos en contenido de lípidos, cuando se sometió a cultivo en medio Chu con 20 % de inóculo inicial. Sin embargo, la acumulación de lípidos alcanza un valor máximo cuando la concentración inicial de medio Chu es aproximadamente del 39,5 %. También se encontró que el número de días (tiempo) indicó una tendencia hacia una mayor acumulación de lípidos en 20 días de cultivo. Para estas condiciones de concentración inicial de medio Chu (39,5 %) y tiempo de cultivo (20 días), el modelo predice una acumulación de contenido lipídico de aproximadamente 9,74 %.

Citas

Barros Neto, B.; Scarminio, I. S. & Bruns, R. E. (2010). Como Fazer Experimentos: Pesquisa e Desenvolvimento na Ciência e na Indústria. Bookman.

Benedito, V. M.; Porto, P. S. S. & Freitas, R. R. (2019). Modelagem do crescimento de microalgas: Um estudo bibliométrico. Research, Society and Development, 8 (1), e681511. https://doi.org/10.33448/rsd-v8i1.511

Borges, W. S.; Araújo, B. S. A.; Moura, L. G.; Coutinho Filho, U.; Resende, M. M. D. & Cardoso, V. L. (2016). Bio-oil production and removal of organic load by microalga Scenedesmus sp. using culture medium contaminated with different sugars, cheese whey and whey permeate. Journal of Environmental Management, 173, 134-140. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2015.11.015

Carneiro, G. A.; Silva, J. J. R.; Oliveira, G. A. & Pio, F. P. B. (2018). Uso de Microalgas para Produção de Biodiesel. Research, Society and Development, 7 (5), e1075181. https://doi.org/10.17648/rsd-v7i5.250

Cavalcante Filho, P. G.; Buiaianin, A. M. & Benatti, G. S. S. (2019). A cadeia produtiva agroindustrial do biodiesel no Brasil: um estudo sobre sua estrutura e caracterização. Desenvolvimento Regional em debate, 9, 772-799. https://doi.org/10.24302/drd.v9i0.2252

CHU, S. P. (1942). The influence of the mineral composition if the medium on the growth of planktonic algae. Journal of Ecology, 30 (2), 284-325. https://doi.org/10.2307/2256574

Dourado, M. S.; Cardoso, C. C. A.; Calado, C. S. C.; Frety, R. T. F. & Sales, E. A. (2020). Microalgas como matéria prima para a produção de compostos lipídicos precursores de combustíveis verdes. Brazilian Journal of Development, 6 (3), 13985-13994. https://doi.org/10.34117/bjdv6n3-316

Dzuman, M. J. (2013). Efeito da reciclagem repetida do meio de cultivo da microalga Scenedesmus sp para a produção de biodiesel. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR, Brasil. http://hdl.handle.net/1884/36784

El Shimi, H. I. & Moustafa, S. S. (2017). Biodiesel production from microalgae grown on domestic wastewater: Feasibility and Egyptian case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82 (3), 4238-4244. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.073

Erazo, R. G. T. P. (2017). Isolamento, seleção e cultivo em meio sintético e vinhaça de microalgas com potencial para a produção de biodiesel. Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Ilha Solteira, SP, Brasil. https://repositorio.unesp.br/handle/11449/151734

Fenerick, D. C. & Fenerick, L. H. S. (2020). Avaliação do crescimento da microalga Messastrum gracile em meios de cultura comercial e alternativo utilizando melaço de cana-de-açúcar em menor comprimento de luz. Ciência & Tecnologia, 12 (1), 96-10.

Folch, J.; Lees, M. & Stanley, G. H. S. (1957). A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues. Journal of Biological Chemistry, 226 (1), 497-509. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)64849-5

Galina, D.; Benedito, V. M.; Freitas, R. R. & Porto, P. S. S. (2020). Análise da influência da temperatura e do tempo na transesterificação direta da Nannochloropsis Oculata para produção de biodiesel. Research, Society and Development, 9 (7), e655974648. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i7.4648

Gouveia, L.; Graça, S.; Sousa, C.; Ambrosano, L.; Ribeiro, B.; Botrel, E. P.; Castro Neto, P.; Ferreira, A. F. & Silva, C. M. (2016). Microalgae biomass production using wastewater: Treatment and costs. Scale-up considerations. Algal Research, 16, 167-176. https://doi.org/10.1016/j.algal.2016.03.010

Guarieiro, M. S. (2019). Utilização da vinhaça no cultivo da microalga Klebsormidium flaccidum (Kützing) visando à produção de biomassa aplicada ao mercado de biodiesel. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, ES, Brasil. http://repositorio.ufes.br/handle/10/11115

Guillard R. R. L. (1975). Culture of Phytoplankton for Feeding Marine Invertebrates. In: Smith W.L., Chanley M.H. (eds) Culture of Marine Invertebrate Animals. Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-8714-9_3

Lima, K. F. F.; Porto, P. S. S. & Freitas, R. R. (2018). Métodos de extração de bio-óleo a partir da microalga Nannochloropsis oculata: uma análise bibliométrica. Research, Society and Development, 7 (6), e976190. https://doi.org/10.17648/rsd-v7i6.259

Monção, F. S. (2018). Microalgas e biocombustíveis: integração de cadeias produtivas. Revista Virtual de Química, 10 (4), 999-1017.

Oliveira, C. J.; Schaffner, R. A.; Cremonez, P. A.; Feroldi, M. & Teleken, J. G. (2014). Produção de Biodiesel a partir das algas: uma revisão. Journal of Agronomic Sciences, 3, 202-221.

Pena, A. C. C.; Fontoura, J. T.; Trierweiler, L. F. & Gutterres, M. (2017). Estudo de um consórcio de microalgas na remoção de nutrientes de efluentes de curtume. Revista Eletrônica Científica da UFRGS, 3 (4), 743-752. https://doi.org/10.21674/2448-0479.34.743-752

Ramirez, N. N. V.; Farenzena, M. & Trierweiler, J. O. (2014). Growth of microalgae Scenedesmus sp. in ethanol vinasse. Brazilian Archives of Biology and Technology, 57 (5), 630-635. https://doi.org/10.1590/S1516-8913201401791

Ramos, L. (2017). Biodiesel: matérias-primas, tecnologias de produção e propriedades combustíveis. Revista virtual de química, 9 (1), 317-369.

Silva, D. A. (2014). Produção de biomassa de microalgas cultivadas em esgoto sanitário biodigerido visando a produção de biodiesel. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR, Brasil. https://acervodigital.ufpr.br/handle/1884/35118

Shi, R.; Handler, R. M. & Shonnard, D. R. (2019). Life cycle assessment of novel technologies for algae harvesting and oil extraction in the renewable diesel pathway. Algal Research, 37, 248-259. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.12.005

Shuba, E. S. & Kifle, D. (2018). Microalgae to biofuels: ‘Promising’ alternative and renewable energy, review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81, 743-755. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.042

Svenning, J. B.; Dalheim, L.; Eilertsen, H. C. & Vasskog, T. (2019). Temperature dependent growth rate, lipid content and fatty acid composition of the marine cold-water diatom Porosira glacialis. Algal Research, 37, 11-16. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.10.009

Trevisan, E.; Branco, K. B. Z. F. & Arroyo, P. A. (2019). Avaliação termogravimétrica da biomassa de Chlorella vulgaris cultivada em diferentes condições nutricionais. Engevista, 21 (2), 242-255.

Vieira, T. Q.; Ferreira, W. B.; Araújo, H. W. C.; Cunha, T. H. C. S.; Vidal, I. C. A. & Melo, D. J. N. (2014). Estudo da viabilidade do uso de resíduos no cultivo da microalga Chlorella sp. visando a produção de biocombustíveis. Monografias Ambientais, 13 (4), 3477-3490. https://doi.org/10.5902/2236130813544

Xu, H.; Lee, U.; Coleman, A. M.; Wigmosta, M. S. & Wang, M. (2019). Assessment of algal biofuel resource potential in the United States with consideration of regional water stress. Algal Research, 37, 30-39. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.11.002

Publicado

02/01/2022

Cómo citar

OLIVEIRA, F. C. .; GUERRA, W. D. .; CHIESA, J. E. G.; DIAS, I. de S. .; VIEIRA, A. T. .; BORGES, W. da S. .; FARIA, A. M. de .; BATISTA, A. C. F. . Optimización de la producción de biomasa para la extracción de lípidos utilizando cepas de la microalga Scenedesmus sp. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 1, p. e9211124494, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i1.24494. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/24494. Acesso em: 30 jun. 2024.

Número

Sección

Ciencias Agrarias y Biológicas