25190

اثر مديريت نور بر رشد و توليد محصول ميكروجلبك دوناليلا سالينا

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي-بيوتكنولوژي

1397

1400/04/27

دكتر فرشته نعيم پور

مهندسي شيمي

ميكروجلبك‌ها از پتانسيل بالايي در توليد محصولات مختلف مانند سوخت‌هاي زيستي و مواد زيستي متنوع مانند رنگدانه‌ها، مواد دارويي و بهداشتي برخوردارند. بررسي اثر عوامل مختلف در جهت بهبود راندمان رشد و توليد ميكروجلبك‌ها مي‌‌تواند راه را براي تجاري‌سازي اين محصولات هموار نمايد. در اين تحقيق، اثر مديريت نور بر رشد و توليد محصول ميكروجلبك دوناليلا سالينا، با استفاده از نوردهي با لامپ هاي LED بصورت تك مرحله‌اي (با رنگ‌هاي قرمز R، آبيB ، سفيد Wو قرمز-آبي تركيبيRB ) و دو مرحله‌اي (RB در مرحله اول و RR/BB در مرحله دوم) در فتوبيوراكتور استوانه‌اي يك ليتري و تبديل طيف نور با استفاده از رنگدانه فلورسانس (R6G) Rhodamine 6g در فتوبيوراكتورهاي صفحه تخت دو لايه و استوانه اي يك ليتري تحت نوردهي فلورسنت بررسي گرديد. نتايج نشان مي‌دهد كه با LEDها بيشترين غلظت بيومس و كلروفيل به ترتيب برابر با g/L 24/2 و mg/L 47/23 در حالت دو مرحله‌اي RB→RR و بيشترين غلظت ليپيد (mg/L 42/134)، نشاسته (mg/L 24/361) و بتاكاروتن (mg/L 25/7) با استفاده از نوردهي دو مرحله‌اي RB→BB حاصل مي‌شود. تبديل طيف نور در لايه بيروني راكتور صفحه‌اي پر شده با رنگ محلول در آب و اتانول در دو غلظت 25 و ppm 50 نشان مي¬دهد كه توليد نشاسته (mg/L 28/337) و ليپيد (mg/L 98/134) در حالت استفاده از رنگ محلول در آب (ppm 50) نسبت به حالت كنترل (آب خالص) به ترتيب 68% و 66% افزايش مي¬يابد درحالي‌كه افزايش غلظت بيومس به ميزان 50% در حالت رنگ محلول در اتانول (ppm 25) حاصل مي¬شود. اثر تبديل طيف نور همچنين در راكتور استوانه‌اي بررسي و مشخص شد كه افزودن رنگ (غلظت ppm 25) به محيط كشت منجر به افزايش غلظت‌هاي بيومس، ليپيد و نشاسته به ترتيب به ميزان 115، 76 و 76% نسبت به حالت كنترل (بدون رنگ) مي¬شود. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه از مديريت نور مي‌توان به‌عنوان روشي موثر براي افزايش راندمان توليد ميكروجلبك‌ها و محصولات آن‌ها استفاده نمود.

1400/06/19

Effect of light management on growth and product formation of Dunaliella salina microalgae

7/18/2022 12:00:00 AM

Microalgae have a high potential for production of various products such as biofuels, pigments and pharmaceuticals. Investigating the effect of various factors to improve the growth efficiency and production of microalgae can lead to the commercialization of these products. In this study, the effect of light management on the growth and production of Dunaliella salina, using LED illumination in single stage (red: R, blue: B, white: W and red-blue mix: RB) and two stages (1st stage: RB and 2nd stage: RR/BB) in a 1-L cylindrical photobioreactor as well as conversion of light spectrum using R6G fluorescence dye in a two-layer 1-L flat panel photobioreactor and 1-L cylindrical reactor under fluorescent illumination were investigated. The results show that with LEDs, the highest concentrations of biomass (2.24 g/L) and chlorophylls (23.47 mg/L) corresponded to the two stages illumination of RB→RR, while the highest concentrations of lipid (134.44 mg/L), starch (361.24 mg/L) and β-carotene (7.25 mg/L) were obtained at RB→BB. Conversion of light spectrum in the outer layer of flat panel reactor separately filled with dye-water/ethanol solution (25 and 50 ppm) showed that dye-water solution (50 ppm) resulted in the highest concentrations of starch (337.28 mg/L) and lipid (134.98 mg/L), showing 68 and 66% increases, respectively, compared to the control (pure water). However, the highest biomass concentration was obtained with dye-ethanol solution (25 ppm) leading to 50% increase compared to control. The effect of light spectrum conversion was also investigated in a cylindrical reactor and it was found that addition of dye (25 ppm) into culture medium increased the concentrations of biomass, lipid and starch by 115.76 and 76%, respectively, compared to the control (no dye). The results of this study show that light management can be used as an effective way to increase the production efficiency of microalgae and their products. Keywords:

ميكروجلبك , مديريت نور , نوردهي با LEDها , تبديل طيف نور , رنگ فلورسانس Rhodamine 6g , فتوبيوراكتور صفحه تخت دو لايه

Microalgae , Light management , LEDs illumination , Light spectrum conversion , Rhodamine 6g (R6G) fluorescence dye , Double-layer flat panel photobioreactor