بررسی تجربی عملکرد یک فتوبیوراکتور بیوفیلمی چسبیده به سطح به منظور کاهش مصرف آب در کشت میکروجلبک

در سالهای اخیر استفاده از میکروجلبک به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر جهت جایگزینی سوختهای فسیلی بیش از پیش مورد توجه محققین و صنعت گران قرار گرفته است. علاوه بر این، میکروجلبک می تواند به عنوان یک فناوری زیست محیطی موثر برای کاهش گازهای گلخانه ای مورد استفاده قرار گیرد. با وجود مزایای ذکر شده، به دلیل هزینه های فرایندی زیاد، تولید انبوه میکروجلبک در حال حاضر صرفه اقتصادی ندارد. در روشهای متداول کشت در حوضچه های روباز یا فتوبیوراکتور، میکروجلبک به صورت معلق در محیط کشت رشد میکند، اما محدودیتهای قابل توجهی در ارتباط با کشت معلق وجود دارد، از جمله می توان به تبخیر آب، فضای زیاد مورد نیاز، هزینه برداشت بالا به دلیل غلظت پایین زیست توده، مصرف انرژی بالا جهت همزدگی و آبگیری زیست توده، مصرف بالای محیط کشت و تنش هیدرودینامیکی در فتوبیوراکتور اشاره کرد. کشت میکروجلبک به صورت بیوفیلم چسبیده به سطح، یک روش جدید است که می تواند راه حلی موثر برای معایب ذکر شده باشد. در صورت طراحی مناسب، این روش می تواند علاوه بر کاهش آب و انرژی مصرفی، نرخ تولید زیست توده را نیز نسبت به کشت معلق افزایش دهد. در این تحقیق یک فتوبیوراکتور بیوفیلمی جدید به منظور کشت چسبیده به سطح میکروجلبک طراحی و ساخته شده است. در این فتوبیوراکتور، از یک غشای سرامیکی با اندازه حفرات 0/7 میکرون به عنوان بستر کشت استفاده شد و از یک پمپ پریستالتیک برای انتقال پیوسته محیط کشت به سطح غشا استفاده گردید. بر اساس نتایج آزمایشگاهی بدست آمده، بهره وری 4 ,13 (g(DW) m−2 day−1) از کشت میکروجلبک کلرلا ولگاریس در شرایط استریل در این سیستم بدست آمد. علاوه بر این میکروجلبک بدست آمده به راحتی از طریق تراشیدن قابل برداشت بود. همچنین میزان آب مصرفی در طور مدت کشت حدود 250 میلی لیتر به ازای هر گرم میکروجلبک خشک بود است که بسیار کمتر از آب مصرفی در سیستم های کشت غوطه ور می باشد. این نتایج نشان دهنده عملکرد مناسب سیستم کشت بیوفیلمی طراحی شده در مقایسه با سایر سیستمهای کشت میباشد.

کلیدواژه ها:

میکروجلبک ، انرژی تجدیدپذیر ، کشت بیوفیلم ، کلرلا ولگاریس ، فتوبیوراکتور