• Título:  TOWARDS THE NOVEL CONCEPT OF MICROALGAE PRODUCTION IN SURFACTANT-STABILIZED FOAMS IN A LIQUID FOAM-BED PHOTOBIOREACTOR
• Autor:  Vázquez Toscano, María
• Universidad:  Universidad de Huelva
• Departamento:  Química. Profesor José Carlos Vílchez Martín
• Fecha de Lectura:  19/06/2020
• Mención Europeo / Mención Internacional: concedido
• Programa de doctorado:  Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología Industrial y Ambiental por la Universidad de Huelva
• Dirección: 
  • VILCHEZ LOBATO, CARLOS (DIRECTOR)
  • CUARESMA FRANCO, MARÍA (DIRECTOR)
• Tribunal: 
  • VEGA PIQUERES, JOSÉ MARÍA (PRESIDENTE)
  • GARBAYO NORES, INÉS (SECRETARIO)
  • PODOLA, BJORN (VOCAL)
• Descriptores: 
  • BIOTECNOLOGIA DE MICROALGAS
  • BIOQUIMICA
  • CIENCIAS TECNOLOGICAS
• Fichero de tesis:
• http://hdl.handle.net/10272/19117
• Resumen:
  Las microalgas son una fuente prometedora y renovable de biocombustibles y de productos con aplicación en campos como la cosmética o la alimentación humana y animal. Sin embargo, los aún altos costes de producción limitan el número de aplicaciones de estas a escala industrial. En la actualidad, las microalgas se producen en fotobiorreactores abiertos o cerrados donde las células crecen en suspensión en suspensión en cultivos líquidos, pero sistemas de cultivo alternativos deberían ser considerados para conseguir la rentabilidad económica de más procesos de producción basados en microalgas. En este sentido, el cultivo en espuma estabilizada por surfactantes podría convertirse en una alternativa adecuada para la producción económica de microalgas y sus productos derivados. Este novedoso concepto de cultivo ofrece ciertas ventajas con respecto a los sistemas convencionales, resultando en última instancia en una reducción del consumo de agua y energía. Sin embargo, por su novedad, aún son múltiples los interrogantes que rodean a su aplicabilidad. En este sentido, esta Tesis trata diversos aspectos de este novedoso concepto de cultivo. En primer lugar, esta Tesis se centró en la selección de combinaciones de microalgas y surfactantes com potencial para ser empleadas en un fotobiorreactor de espuma (LF-PBR). Para ello, se establecieron grupos de criterios para seleccionar independientemente adecuadas microalgas (Capítulo 3) y surfactantes (Capítulo 4). Entre dichos criterios se incluyen las propiedades espumantes de microalgas y surfactantes así como la biodegradabilidad y toxicidad de estos últimos. De acuerdo a estos criterios, el cultivo de Chlorella sorokiniana en espumas estabilizadas por Pluronic F68 mostró el mayor potencial de un total de 6 microalgas y 10 surfactantes evaluados. La biodegradabilidad de varios surfactantes por las bacterias asociadas de forma natural a cultivos de microalgas se investigó con más detalle (Capítulo 5). Como resultado, se concluyó que los surfactantes biodegradables no son adecuados para su aplicación en el LF-PBR debido a su incapacidad de mantener una producción estable de espuma. Por otro lado, podría esperarse que el cultivo de microalgas en espuma alterase la calidad de la biomasa y sus futuras aplicaciones debido a posibles interacciones entre los surfactantes y las células y/o debido a las particulares características impuestas por el cultivo en espuma (p. ej. alta disponibilidad de CO2). Por ello, se evaluaron los efectos de Pluronic F68 sobre la composición bioquímica de C. sorokiniana en cultivos líquidos y en espuma (Capítulo 7). Para esto último se diseñó y construyó un LF-PBR a escala de laboratorio, fácil de construir de de operar (Capítulo 6). En este LF-PBR C. sorokiniana mostró un crecimiento mucho más rápido en cultivos en espuma comparado con cultivos líquidos, así como una distintiva composición bioquímica y una respuesta al estrés incrementada. Nuestros resultados muestran que, más allá del efecto del surfactante, las condiciones físico-químicas impuestas por el cultivo en espuma afectan al metabolismo de C. sorokiniana. Además, se realizó una primera aproximación sobre la idoneidad del uso de medios de cultivo basados en fertilizantes (Capítulo 8), lo cual podría reducir aún más los costes de producción. La selección de un fertilizante NPK adecuado parece ser una herramienta prometedora para alcanzar la producción sostenible de microalgas y sus productos derivados en espumas líquidas. Por último, dado que los surfactantes pueden actuar como extractantes de metabolitos y agentes líticos, también se investigó y demostró la biocompatibilidad del Pluronic F68 y C. sorokiniana (Capítulo 9). En conjunto, los resultados obtenidos en esta Tesis apuntan a un alto potencial del LF-PBR para producir biomasa de microalgas con un perfil bioquímico distintivo y de forma económica y, además, trata las posibilidades y retos de este novedoso concepto de cultivo de microalgas.