Correo Electrónico
DNINFOA - SIA
Bibliotecas
Convocatorias
Identidad U.N.
Publicado
BIOFIJACIÓN DE CO2 POR DOS ESPECIES DE MICROALGAS CULTIVADAS EN FOTOBIORREACTORES
Biofixation of CO2 by two species of microalgae grown in photobioreactors
DOI:
https://doi.org/10.15446/abc.v28n1.90353Palabras clave:
Biomasa, cambio climático, crecimiento, Scenedesmus obliquus, Chlorella vulgaris (es)Biomass, climate change, increase, Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus (en)
Descargas
Se evaluó la capacidad de biofijación de dióxido de carbono (CO2) por las especies Chlorella vulgaris y Scenedesmus obliquus cultivadas en fotobiorreactores en un fotoperiodo 12:12 h. Se empleó un diseño experimental completamente al azar cuyas fuentes de variación fueron: especie microalgal y dosificación de CO2 (0,36; 11,44 y 22,62 g.d-1). Los fotobiorreactores fueron unidades plásticas con 3,8 L de medio de cultivo (solución NPK + micronutrientes), e iluminación artificial con lámpara fluorescente de 4400 lúmenes. Se estimaron las variables: productividad de biomasa mediante la metodología de peso seco, biofijación de CO2 por método numérico y eficacia de remoción del CO2 en porcentaje. Los resultados se sometieron al análisis de varianza y pruebas de medias de Tukey (p<0,05). Se registró mayor productividad de biomasa y biofijación de CO2 en C. vulgaris comparada con S. obliquus. La mayor biofijación de CO2 por C. vulgaris y S. obliquus se registró a la dosis de 11,44 g.d-1 con 161,79 ± 4,72 y 55,31 ± 0,73 mg.L-1d-1, respectivamente. La eficiencia de remoción de CO2 fue significativamente mayor con la dosis 0,36 g.d-1 registrando valores de 49,80 ± 3,16 y 39,13 ± 0,57 % para C. vulgaris y S. obliquus respectivamente. Estos resultados sugieren la posibilidad de escalado de fotobiorreactores de bajo costo para biofijación de emisiones de CO2 en fuentes fijas industriales, contribuyendo así a la mitigación de gases de efecto invernadero.
The biofixation capacity of carbon dioxide by the Chlorella vulgaris and Scenedesmus obliquus species cultivated in photobioreactors was evaluated in a 12:12 h photoperiod. A completely randomized experimental design was used, whose sources of variation were: microalgal species and CO2 dosage (0.36, 11.44 and 22.62 g.d-1). The photobioreactors were plastic units with 3.8 L of culture medium (NPK solution + micronutrients), and artificial lighting with a 4400 lumens fluorescent lamp. The following variables were estimated: biomass productivity using the dry weight methodology, CO2 biofixation by numerical method and CO2 removal efficiency in percentage. The results were subjected to the analysis of variance and Tukey’s mean tests (p <0.05). Higher biomass productivity and CO2 biofixation were recorded in C. vulgaris compared to S. obliquus. The highest biofixation of CO2 by C. vulgaris and S. obliquus was recorded at the dose of 11.44 gd-1 with 161.79 ± 4.72 and 55.31 ± 0.73 mg.L-1d-1, respectively. The CO2 removal efficiency was significantly higher with the 0.36 g.d-1 dose, registering values of 49.80 ± 3.16 and 39.13 ± 0.57 % for C. vulgaris and S. obliquus respectively. These results suggest the possibility of scaling up low-cost photobioreactors for biofixation of CO2 emissions in industrial fixed fonts, thus contributing to the mitigation of greenhouse gases.
Referencias
Acién-Fernandez, FG., Fernandez-Sevilla, JM. y Molina-Grima, E. (2017). Microalgae: The Basis of Mankind Sustainability. En Moya BL, Gracia MDS de, Mazadiego LF, (Ed). Case Study of Innovative Projects - Successful Real Cases (pp. 123-136). InTech. http://www.intechopen.com/books/case-study-of-innovative-projects-successful-realcases/microalgae-the-basis-of-mankind-sustainability DOI: https://doi.org/10.5772/67930
Ammar, SH. (2016). Cultivation of Microalgae Chlorella vulgaris in Airlift photobioreactor for Biomass Production using commercial NPK Nutrients. Al-Khwarizmi Engineering Journal, 12(1), 90-99. https://alkej.uobaghdad.edu.iq/index.php/alkej/article/view/287
Ararát- Orozco, MC., Sanclemente-Reyes, OE. y Vergara-Patiño, L. (2020). Perspectivas industriales en tecnologías de biofijación de CO2 por microalgas. Documentos De Trabajo ECAPMA, 4(1). https://doi.org/10.22490/ECAPMA.3481 DOI: https://doi.org/10.22490/ECAPMA.3481
Arias-Peñaranda, MT., Martínez-Roldan, AdeJ. y Cañizares-Villanueva, RO. (2013). Producción de biodiesel a partir de microalgas: parámetros del cultivo que afectan la producción de lípidos. Acta biol. Colomb, 18(1):43-68. https://revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/32832
Benedetti, M., Vecchi, V., Barera, S. y Dall’Osto, L. (2018). Biomass from microalgae: the potential of domestication towards sustainable biofactories. Microb Cell Fact, 17(1):173. https://doi.org/10.1186/s12934-018-1019-3 DOI: https://doi.org/10.1186/s12934-018-1019-3
Hartfield, G., Blunden, J. y Arndt, DS. (2018). State of the Climate in 2017. Bull. Amer. Meteor. Soc, 99(8), S46-S48. https://doi.org/10.1175/2018BAMSStateoftheClimate.1 DOI: https://doi.org/10.1175/2018BAMSStateoftheClimate.1
Chaudhary, R., Dikshit, AK. y Tong, YW. (2017). Carbondioxide biofixation and phycoremediation of municipal wastewater using Chlorella vulgaris and Scenedesmus obliquus. Environ Sci Pollut Res, 25, 20399–20406. https://doi.org/10.1007/s11356-017-9575-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-017-9575-3
Fan, J., Xu, H., Luo, Y., Wan, M., Huang, J., Wang, W. y Li, Y. (2015). Impacts of CO2 concentration on growth, lipid accumulation, and carbon-concentrating-mechanismrelated gene expression in oleaginous Chlorella. Appl Microbiol Biotechnol, 99(5), 2451-2462. https://doi.org/10.1007/s00253-015-6397-4 DOI: https://doi.org/10.1007/s00253-015-6397-4
Gatamaneni, BL., Orsat, V. y Lefsrud, M. (2018). Factors Affecting Growth of Various Microalgal Species. Environmental Engineering Science, 35, 1037-1048. https://doi.org/10.1089/ees.2017.0521 DOI: https://doi.org/10.1089/ees.2017.0521
Guerra-Vieira, J., Jacob-Lopes, E., da Silva-Manetti, AG. y Queiroz, MI. (2012). Influence of temperature in phosphate removal by microalgae in heterotrophic bioreactors. Ambiente e Agua - An Interdisciplinary Journal of Applied Science, 7(2), 101-109. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.856 DOI: https://doi.org/10.4136/ambi-agua.856
Kassim, MA. y Meng, TK. (2017). Carbon dioxide (CO2) biofixation by microalgae and its potential for biorefinery and biofuel production. Science of The Total Environment, 584-585, 1121-1129. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.01.172 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.01.172
Liu, X., Ying, K., Chen, G., Zhou, C., Zhang, W., Zhang, X., Cai, Z., Holmes, T. y Tao, Y. (2017). Growth of Chlorella vulgaris and nutrient removal in the wastewater in response to intermittent carbon dioxide. Chemosphere, 186, 977–985. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.07.160 DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.07.160
Menegol, T., Diprat, AB., Rodrigues, E. y Rech, R. (2017). Effect of temperature and nitrogen concentration on biomass composition of Heterochlorella luteoviridis. Food Sci. Technol, 37(SPE), 28-37. https://doi.org/10.1590/1678-457x.13417 DOI: https://doi.org/10.1590/1678-457x.13417
Moraes, L., da Rosa, GM., Zimmermann-de Souza, M da RA. y Vieira-Costa, JA. (2018). Carbon Dioxide Biofixation and Production of Spirulina sp. LEB 18 Biomass with Different Concentrations of NaNO3 and NaCl. Braz. arch. biol. technol., 61, 1-10. http://dx.doi.org/10.1590/1678-4324-2018150711 DOI: https://doi.org/10.1590/1678-4324-2018150711
Nayak, M., Karemore, A. y Sen, R. (2016). Performance evaluation of microalgae for concomitant wastewater bioremediation, CO2 biofixation and lipid biosynthesis for biodiesel application. Algal Research, 16, 216-223. https://doi.org/10.1016/j.algal.2016.03.020 DOI: https://doi.org/10.1016/j.algal.2016.03.020
Pirkarami, A. y Olya, ME. (2017). Removal of dye from industrial wastewater with an emphasis on improving economic efficiency and degradation mechanism. Journal of Saudi Chemical Society, 21, S179-S186. https://doi.org/10.1016/j.jscs.2013.12.008 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jscs.2013.12.008
Radmann, EM., Camerini-Vieira, F., Duarte-Santos, T. y Vieira-Costa, JA. (2011). Isolation and application of SOX and NOX resistant microalgae in biofixation of CO2 from thermoelectricity plants. Energy Conversion and Management, 52(10), 3132-3136. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2011.04.021 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2011.04.021
Razzak, SA., Ali, SAM., Hossain, MM. y deLasa, H. (2017). Biological CO2 fixation with production of microalgae in wastewater – A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 379-390. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.02.038 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.02.038
Seth, JR. y Wangikar, PP. (2015). Challenges and opportunities for microalgae-mediated CO2 capture and biorefinery. Biotechnol. Bioeng, 112(7), 1281-1296. https://doi.org/10.1002/bit.25619 DOI: https://doi.org/10.1002/bit.25619
Suparmaniam, U., Lam, MK., Uemura, Y., Lim, JW., Lee, KT. y Shuit, SH. (2019). Insights into the microalgae cultivation technology and harvesting process for biofuel production: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 115, 1-23. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109361 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109361
Suzuki, H., Hulatt, CJ., Wijffels, RH. y Kiron, V. (2019). Growth and LC-PUFA production of the cold-adapted microalga Koliella antarctica in photobioreactors. J Appl Phycol, 31, 981–997. https://doi.org/10.1007/s10811-018-1606-z DOI: https://doi.org/10.1007/s10811-018-1606-z
Tessarolli, LP., Day, JG. y Vieira, AAH. (2017). Establishment of a cryopreserved biobank for the Culture Collection of Freshwater Microalgae (CCMA-UFSCar), São Paulo, Brazil. Biota Neotrop, 17(2), 1-9. http://dx.doi.org/10.1590/1676-0611-BN-2016-0299 DOI: https://doi.org/10.1590/1676-0611-bn-2016-0299
Walter, A., de Carvalho, JC., Soccol, VT., Bisinella-de Faria, AB., Ghiggi, V. y Soccol, CR. (2011). Study of phycocyanin production from Spirulina platensis under different light spectra. Braz. arch. biol. technol, 54(4), 675-682. https://doi.org/10.1590/S1516-89132011000400005 DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-89132011000400005
Zhao, B., Zhang, Y., Xiong, K., Zhang, Z., Hao, X. y Liu, T. (2011). Effect of cultivation mode on microalgal growth and CO2 fixation. Chemical Engineering Research and Design, 89(9), 1758-1762. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2011.02.018 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cherd.2011.02.018
Cómo citar
APA
ACM
ACS
ABNT
Chicago
Harvard
IEEE
MLA
Turabian
Vancouver
Descargar cita
CrossRef Cited-by
Dimensions
PlumX
- Captures
- Mendeley - Readers: 6
- Mendeley - Readers: 5
Visitas a la página del resumen del artículo
Descargas
Licencia
Derechos de autor 2023 Acta Biológica Colombiana
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
1. La aceptación de manuscritos por parte de la revista implicará, además de su edición electrónica de acceso abierto bajo licencia Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 (CC BY NC SA), la inclusión y difusión del texto completo a través del repositorio institucional de la Universidad Nacional de Colombia y en todas aquellas bases de datos especializadas que el editor considere adecuadas para su indización con miras a incrementar la visibilidad de la revista.
2. Acta Biológica Colombiana permite a los autores archivar, descargar y compartir, la versión final publicada, así como las versiones pre-print y post-print incluyendo un encabezado con la referencia bibliográfica del articulo publicado.
3. Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.
4. Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos institucionales, en su página web o en redes sociales cientificas como Academia, Researchgate; Mendelay) lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).
