Diseño, montaje y caracterización de fotobiorreactores airlift para el cultivo de la microalga Chlorella sorokiniana
Fecha
2013
Autores
Fernández Ángel, Miguel
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
Este trabajo presenta el diseño, el montaje, la operación y evaluación de una configuración de fotobiorreactor airlift de tubos concéntricos para el cultivo de la
microalga Chlorella sorokiniana -- El diseño se encargó del dimensionamiento del modelo de airlift -- Obedeciendo también a consideraciones de sujeción y de mantenimiento, se optó por construir 3 ejemplares de 9L de capacidad nominal, 51cm de alto y 17cm de diámetro -- Un cilindro interno y concéntrico de 6.5cm de diámetro, perforado en su parte inferior actuó como columna de burbujeo -- Estas dimensiones le otorgaron al modelo construido una relación altura/diámetro (h=D) de 3, y una relación área downcomer/área riser (Ad=Ar) de 7. Los anteriores coeficientes delataron un montaje de reactor \chato" con un downcomer sobredimensionado -- El montaje de fotobiorreactores airlift se realizó con láminas de polimetilmetacrilato de 5mm de espesor -- Este material fue seleccionado por sus amplias posibilidades de termoformado, su baja densidad (1.19 g=mL), su alta transparencia (93 %) y su disponibilidad en la ciudad de Medellín -- Para la operación de los reactores así construidos, se indagó sobre sus necesidades de automatización -- Los micro-PLC fueron escogidos como la mejor alternativa tecnológica de control por su robustez, fiabilidad, adaptadas posibilidades de programación y precio -- Se cableó un AL2-14MR-DTM de Mitsubishi R en sus salidas en relés para la temporización de la iluminación y de la soplante -- Los reactores fueron evaluados con el análisis de las cinéticas de crecimiento de la microalga Chlorella sorokiniana a diferentes condiciones de luz, medio de cultivo y burbujeo -- Se encontró que con niveles de luz de 40W (para luz blanca y de colores) se lograban mayores productividades promedio a los 15 días de hasta 2.86E+04 células d a1 L1 y mayores densidades celulares máximas de hasta 5.70E+05 células L1 que con los tratamientos con 20W de luz blanca -- Las cinéticas obtenidas en medio con fertilizante triple 18 alcanzaron densidades celulares superiores a las de medio Bristol -- Las cinéticas desarrolladas en medio Bristol presentaron un declive muy marcado a los 25 días, frente a las cinéticas más duraderas generadas en el medio con fertilizante -- No se constataron cambios morfológicos evidentes de un medio de cultivo a otro -- Niveles de burbujeo altos no llevaron a mayores productividades o concentraciones celulares -- Por otro lado, la operación de estos fotobiorreactores llevó a considerar la base de los reactores airlift como una zona crítica, a la que debe prestársele mucha atención, por cuanto allí se presentan puntos muertos y sedimentaciones