Estudio de cuatro cepas nativas de microalgas para evaluar su potencial uso en la producción de biodiesel

Abstract

La presente investigación evaluó la composición y capacidad de acumulación de lípidos en cuatro microalgas nativas de Colombia y un alga de referencia como fuentes potenciales para la producción de biodiesel. Las microalgas Scenedemus ovalternus y Chlorella vulgaris presentaron las mayores productividades de lípidos con 18,8 y 18,7mg•L-1•día-1, respectivamente, equivalentes a 4,1 veces la productividad de aceite de la palma africana, actual materia prima empleada en Colombia para la producción industrial de biodiesel. De acuerdo con la caracterización de los ácidos grasos producidos por las microalgas estudiadas, todas pueden ser empleadas en la producción de biodiesel, debido a la similitud de estos con aceites ya empleados en la producción de biodiesel, por lo cual fue escogida la microalga Chlorella vulgaris para estudios posteriores, los cuales consistieron en la optimización de la acumulación y productividad de lípidos variando los factores contenido de CO2, irradiancia, fotoperiodo y aireación. La productividad de lípidos óptima predicha por el modelo estadístico dentro del intervalo estudiado fue 69,7 ± 5,9 7mg.L-1.día-1, 15,2 veces la productividad de la palma africana, para un contenido de CO2 de 2%, irradiancia de 114 μE•m-2•s-1, fotoperiodo de 24:0 LO y aireación de 1,2 vvm; el contenido de lípidos bajo las condiciones mencionadas fue de 16,4 ± 1,4%. La optimización de los factores para maximizar el contenido de lípidos y minimizar la disminución de la productividad de lípidos se logró para un contendido de CO2 del 1,2%, irradiancia de 22 μE•m-2•s-1, fotoperiodo de 12:12 LO y aireación de 0,4 vvm con valores de 32,7 ± 1,4% y 42,0 ± 5,9 mg•L-1•día-1, respectivamente, equivalente a 9,1 veces la productividad de aceite de la palma africana, las anteriores son condiciones fácilmente alcanzables en cualquier parte del territorio colombiano. / Abstract. This research evaluated the ability to accumulate lipids and their composition of five microalgae, four of them native from Colombia and one reference alga as potential feedstocks for biodiesel production. The microalgae Scenedesmus ovalternus and Chlorella vulgaris had the highest lipid productivity: 18.8 and 18.7 mg•L-1•day-1, respectively, 4.1 times longer than the productivity of palm oil, current feedstock for the industrial production of biodiesel in Colombia. According to the characterization of the fatty acids produced by the microalgae studied, the five microalgae can be employed in the production of biodiesel because their oils have similarity with the oils used in the production of biodiesel. Microalga Chlorella vulgaris was chosen for next research where CO2 content, irradiance, photoperiod and aeration were evaluated as parameters of production and accumulation of lipids. The optimal lipid productivity predicted by the statistical model in the range studied was 69.7 ± 5.9 mg•L-1•day-1, 15.2 times the oil productivity of African Palm, for CO2 content of 2%, irradiance of 114 μE•m-2•s-1, photoperiod of 24:0 LO and aeration of 1.2 vvm. The content of lipids in those conditions was 16.4 ± 1.4%. The optimal conditions of the factors in order to maximize the lipid content and to minimize the reduction in lipid productivity was reached with CO2 content 1.2%, photoperiod 12:12 LO, Irradiance 22 μE•m-2•s-1 and aeration 0.4 vvm, these conditions are easily reachable in any part of Colombia. The optimum lipid contend and lipid productivity were 32.7 ± 1.4% and 42.0 ± 5.9 mg•L-1•day-1, respectively, 9.1 times the oil productivity of African Palm