Acumulación de lípidos y biosorción de metales en microalgas

• Autores: Rearte, Tomás Agustín
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Fabrizio de Iorio, Alicia; Vélez, Carlos Guillermo
• Materia: MICROALGAS; BIOSORCION; METALES PESADOS; LIPIDOS; ACIDOS GRASOS; CULTIVO; FOTOBIORREACTORES; MICROALGAE; BIOSORPTION; HEAVY METALS; LIPIDS; FATTY ACIDS; CULTURE; PHOTOBIORREACTORS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El objetivo general de este trabajo fue evaluar la utilización de biomasamicroalgal para la biosorción de metales en aguas y como materia prima rica en aceites procesables a biodiesel. Se seleccionaron dos especies microalgales: la diatomea Cyclotella meneghiniana para los estudios de acumulación de lípidos y biosorción de los metales cromo y plomo, y la microalga verde Golenkinia radiata para los estudios de acumulación de lípidos. Los estudios de caracterización superficial de la biomasa demostraron una amplia heterogeneidad de grupos funcionales superficiales disponibles (carboxilos, aminas, y silanol mayoritariamente). Se estudió el efecto del pH, la fuerza iónica, la dosis de biosorbente, el tiempo de contacto, y la concentración inicial de los metales en soluciones simples y binarias, sobre la biosorción de cromo y plomo. Se emplearon modelos cinéticos y de equilibrio a los cuales se ajustaron los datos experimentales. La biomasa presentó una mayor capacidad y afinidad de biosorción para el plomo respecto del cromo. La acumulación de lípidos fue mayor en C. meneghiniana respecto de G. radiata bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno y fósforo, sin embargo G. radiata presentó una mayor productividad lipídica asociado a una mayor productividad en biomasa. C. meneghiniana presenta la capacidad de crecer en un efluente de un biodigestor anaeróbico con agregado de sílice permitiendo la biorremediación del efluente y la producción de biomasa y lípidos. Finalmente se estudió el escalamiento a cultivos masivos de G. radiata en regímenes batch y semicontinuos acoplado a un estrés salino para evaluar la acumulación y producción de lípidos. Se obtuvieron elevadas productividades de biomasa y lípidos con acumulación de carotenoides asociada a la fase de estrés.
This work aimed to evaluate the use of microalgal biomass for biosorption ofmetals in waters, and as oleaginous raw material processable to biodiesel. Two microalgal species were selected: the diatom Cyclotella meneghiniana for studies of lipid accumulation and biosorption of chromium and lead, and the green microalgae Golenkinia radiata for studies of lipid accumulation too. Surface characterization studies of the biomass reveled a wide heterogeneity of functional groups available (carboxyl, amine, and silanol mainly). The effect of pH, ionic strength, biosorbent dose, contact time, and initial concentration of metals in simple and binary solutions was studied on the biosorption of chromium and lead. Kinetic and equilibrium models were used to fit experimental data. The biomass exhibited a higher capacity and affinity of biosorption for lead compared withchrome. Lipid accumulation was higher in C. meneghiniana respect to G. radiata under nitrogen and phosphorus deficiency; however G. radiata showed higher lipid productivity associated to a higher biomass productivity. C. meneghiniana was able to grow in an anaerobic digestion effluent with silica added allowing the effluent bioremediation and the production of biomass and lipids. Finally mass cultures ofG. radiata were studied in batch and semicontinuous systems coupled to a salt stress for lipid accumulation and production. High productivities of biomass andlipids were obtained with carotenoid accumulation associated to the stress.
Fil: Rearte, Tomás Agustín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.