Cepas de microalgas

Report
2010-2012
Proyecto FEES: Selección de cepas de
microalgas para la producción de
lípidos como fuente de combustibles y
otros productos derivados. 808-B-655
Ana Margarita Silva Benavides.
Escuela de Biología/Centro de
Investigación en Ciencias del Mar y
Limnología, UCR.
Universidad de
Costa Rica (UCR)
Coordinador
Instituto
Tecnológico de
Costa Rica (ITCR)
CONARE
CIMAR/ Escuela de
Biología
Escuela de
Ingeniería
Química
Centro de
Laboratorio de
Investigaciones en Nanotecnología
Biotecnología
LANOTEC
(CIB) de la Escuela
de Biología.
Centro de Química
Ambiental
(CEQUIATEC)
Escuela de
Química
Universidades participantes
MOTIVACIÓN
 -Buscar e
implementar posibles
fuentes de energías alternativas y
otros productos: cultivo y
producción de microalgas
 Objetivo principal
Contribuir a la implementación de
procesos dirigidos al mejoramiento del
cultivo y caracterización de microalgas
con alto potencial de lípidos y otros
productos.
PRODUCCIÒN DE BIOMASA MICROALGAL
Agua :
- ríos, lagos
- salobre
- mar
CO2
Energía solar
Extracción de
componentes
específicos celulares.
Estanque
Cosecha
Productos químicos
- pigmentos (Carotenoides)
- Ácidos grasos(PUFA)
- Substancias bioactivas
Energía
H2 - Biodiesel -
Biofertilizantes
Alimento para
animales
Nutrientes
Acuacultura
Producción de oxígeno
Tratamiento de
aguas
Consumo humano
ACTIVIDADES
REALIZADAS
Identificación de las microalgas y cianobacterias
Aislamiento
Crecimiento en el laboratorio
Análisis de protocolos de lípidos, proteínas y carbohidratos.
Ensayos de extracción de aceite, bioetanol.
Principales Resultados
Aphanocapsa hyalina
Xenococcus sp
Chlorococcum infusionum
Leptolyngbya boryana
CULTIVOS UNIALGALES
CEPARIO
RESULTADOS SOBRE CRECIMIENTO,
PRODUCTIVIDAD Y PRODUCCIÓN DE
METABOLITOS EN EL LABORATORIO Y
CULTIVOS AL EXTERNO.
Crecimiento de algas en dos sistemas de cultivo abierto:
estanque y cascada.
Distribución proteínas, carbohidratos
y lípidos
COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA
% de peso seco
60
Estanque (0.3 g/l)
PBR (0.3 g/L)
PBR (0.6 g/l)
50
40
30
20
10
0
Proteínas Llípidos Carboh Cenizas
Composición bioquímica de la biomasa de Phaeodactylum tricornutum en un estanque (0.3
g/l) y en biorreactores I y II (0.3 y 0.6 g/l ) a temperatura de 20 °C.
50
% de peso seco
Estanque (0.6 g/l)
40
PBR (1 g/l)
30
PBR (1.4 g/l)
20
10
0
Proteínas
Lípidos
Carbohi
Cenizas
Composición bioquímica de la biomasa de Phaeodactylum tricornutum en un
estanque (0.6 g/l) y en biorreactores I y II (1.0 y 1.4 g/l ) a temperatura de 20 °C.
APLICACIÓN DE LAS MICROALGAS
EN EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS
RESIDUALES
Laguna de oxidación;
Liberia, Guanacaste
BIORREMEDIACIÓN
10
C. vulgaris
8
P
(mg/l)
C. vulgaris-P. isothrix
6
4
P. isothrix
control
2
50%
0
0
24
48
72
96 120 144 168 192 216
Tiempo (horas)
Distribución de la
concentración de fósforo
(mgl-1) en los cultivos
estudiados en el laboratorio
en condiciones de agitación.
Concentración (mg l-1) y porcentaje
de amonio (%) removido de los
cultivos estudiados en el laboratorio.
Condiciones para el crecimiento de la biomasa en
un cultivo son:
1) Un inóculo viable.
2) Fuente de energía (luz)
3) Condiciones físico-químicas (temperatura, pH, mezcla)
4) Nutrientes para proveer los elementos esenciales
(macronutrientes, micronutrientes)
 OTROS RESULTADOS

 Remodelación y ampliación del laboratorio:
cuarto de equipo, cuarto de crecimiento y
cuarto para mantener los cultivos unialgales.
  Compra de equipo y material para el
laboratorio.
 Capacitación de asistentes.
  Instalación y funcionamiento de dos
sistemas de cultivo al externo: cascada y
estanque.
  Valoración de protocolos para la
determinación de proteínas, carbohidratos y
lípidos.
  Operación de un fotobiorreactor
cerrado.
  Determinación de etanol.
  Potencial cepas: biorremediación,
sustancias bioactivas, fertilizantes,
acuacultura, energía, remoción de dióxido
carbono.
  Se ha organizado un curso regional:
“Biotecnología del cultivo de microalgas,
cianobacterias y sus aplicaciones en la energía
limpia y protección ambiental.” Cimar/Esc.
Biología-UCR.
  Convenios: UCR-Instituto de Estudios
Ecosistemas, Italia.
 ITCR-MAG-INTA.
  Asesoramiento de 11 trabajos de graduación y
10 estudiantes como asistentes.
  14
charlas y conferencias.
  Estudiantes de cursos realizan prácticas
en el laboratorio de Microalgas-CIMAR.
  Publicación de tres artículos científicos.
 (2012). Photoacclimation of P. tricornutum
(Bacillariophycea) cultures grown outdoors in
photobioreactors and open ponds. European J. of Phycology.
47(2): 169-181
 (2012). Nitrogen and phosphorus removals by means of
laboratory batch cultures of the microalga Chlorella vulgaris
and the cyanobacterium Planktothrix isothrix grown as
monoalgal and as co-cultures. Journal of Applied Phycology.
24 (2): 267-276.
 (2013) Productivity and biochemical composition of
Phaeodactylum tricornutum (Bacillariophyceae). Aceptado:
Biomasa and Bionergy. Ms Ref. No: JBB-D-12-00698 R3.
Dificultades
 -Mecánicos: fallas en el transporte del aire,
dióxido de carbono. Fallas eléctricas.
 -Lentitud en la adquisición de equipo.
 -Inestabilidad de los asistentes.
 BENEFICIOS DEL PROYECTO
 El proyecto ha servido para sentar las bases
en la selección de microalgas que pueden ser
caracterizadas desde el punto de vista de la
biomasa para la obtención de lípidos,
carbohidratos y proteínas aptos para la
producción de biodiesel, y otros productos
derivados de valor alimenticio como
proteína animal y acuacultura.
 “Capital semilla” que ha promovido la
compra y adquisición de equipo,
material e infraestructura útil para
implementar las bases para articular
un laboratorio, donde se pueda
realizar diferentes actividades en el
campo de las microalgas desde el
punto de vista de investigación básica,
aplicada y docencia.
Agradecimientos
 CONARE
 Universidad de Costa Rica/ CIMAR/
Escuela de Biología/ Ing. Química./Vic.
Investigación.
 Instituto Tecnológico de Costa Rica.
 Lab. de Nanotecnología.

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