Estudio de la intensidad luminica y fuentes de carbono en el cultivo de haematococcus pluvialis a nivel de fotobiorreactor de laboratorio

ESTUDIO DE LA INTENSIDAD LUMINICA Y FUENTES DE CARBONO EN EL CULTIVO DE Haematococcus pluvialis A NIVEL DE FOTOBIORREACTOR DE LABORATORIO

Ing. Qco. Alejandro Acosta Cárdenas

Trabajo de Grado para optar el título de Maestría en Biotecnología

Directora Ing. Qca. Claudia Patricia Sánchez Henao. M.Sc.

Corporación Académica y Ambiental Grupo de Biotecnología – Grupo de BioprocesosUniversidad de Antioquia
2007

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___________________________ Ever Dario Morales. MSc. Ph.D Universidad de Zulia, Venezuela. Jurado

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Olga Ines Montoya Campuzano. M. Microbiología Universidad Nacional, Seccional Medellín. Jurado

21 de Febrero de 2007

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A mi novia (Sonia), mis papas y hermanos, y a Dios

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Agradecimientos muy especiales a:

Misamigos noctámbulos (Lina Agudelo y Ana Maria Torres) Claudia Sánchez, Lucia Atehortua, Juan Quintero, Natalia Gómez, Gonzalo, Catalina, Las monitoras de Bioprocesos, Diego, Paola, David, Lara y Natalia La Corporación Académica y Ambiental Gestión Tecnológica Grupo de Biotecnología y Grupo de Bioprocesos Ever Morales y Olga Montoya

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CONTENIDO
RESUMEN 1. INTRODUCCION 2. MARCO TEORICO 2.1.Producción de Astaxantina 2.2. Aplicación de la astaxantina en la coloración de peces 2.3. Haematococcus pluvialis ciclo celular y composición 2.4. La Fotosíntesis 2.4.1. Etapa 1. Fotofosforilación o reacciones dependientes de luz. 2.4.2. Eficiencia fotosintética y espectro de absorción de luz 2.4.3. Etapa 2. Fijación del CO2 o reacciones independientes de luz. 2.5. Factores que influyen en elcrecimiento de H. pluvialis 2.5.1. Intensidad lumínica y tipo de luz. 2.5.2. Fuentes de carbono y Medio de cultivo 2.5.2.1. Carbono inorgánico 2.5.2.2. Carbono orgánico 2.5.3. Fuentes de nitrógeno y fósforo. 2.5.4. Efecto de la temperatura y pH. 2.5.5. Medios de Cultivo 2.6. Composición elemental de Haematococcus pluvialis 2.7. Fotobiorreactores (FBR) 2.8. Hidrodinámica de FBR 2.9. Transferencia de masagas-liquido 3. HIPOTESIS 4. OBJETIVOS 5. MATERIALES Y METODOS 5.1. Microorganismo y condiciones de cultivo 5.2. Determinación de biomasa y conteo celular 5.3. Determinación de clorofila y carotenos 5.4. Determinación de la intensidad lumínica 5.5. Selección de niveles C/N: 5.6. Niveles de Intensidad lumínica 5.7. Diseño experimental y análisis estadístico: 5.7.1. Experimentación 1: Selección deniveles C/N pag 5 6 9 9 11 11 13 14 14 16 18 18 19 19 19 19 22 22 22 24 27 28 30 31 32 32 32 32 33 33 34 35 35

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Estudio de la Intensidad Lumínica y Fuentes de Carbono en el cultivo de Haematococcus pluvialis a nivel de Fotobiorreactor de laboratorio

5.7.2. Experimentación 2: Niveles de intensidad lumínica 5.8. Procedimiento experimental para determinar la mejor relación C/N eintensidad lumínica 5.9. Parámetros de diseño y características del FBR 5.10. Evaluación de la hidrodinámica del FBR 5.10.1. Determinación del volumen desplazado por el gas (ε, Gas holdup) 5.10.2. Transferencia de masa gas-liquido (KLa) 5.11. Determinación de la intensidad lumínica en el FBR 5.12. Condiciones de cultivo en FBR 6. RESULTADOS 6.1. Producción de Biomasa a diferentes relaciones C/N. 6.2Análisis de la relación clorofila pigmentos 6.3. Producción de Biomasa a diferentes intensidades lumínicas. 6.4. Fotobiorreactor tipo columna de burbujeo y determinación de parámetros hidrodinámicos 6.5. Determinación del volumen desplazado por el gas (ε, Gas holdup) 6.6. Determinación del Coeficiente de transferencia de masa KLa 6.7. Intensidad lumínica en el FBR 6.8. Producción de biomasa enFotobiorreactor 7. DISCUSION 7.1. Niveles de C/N e intensidad lumínica 7.2. Producción de biomasa y rendimientos 7.3. Diseño del FBR e Hidrodinámica 8. CONCLUSIONES 9. RECOMENDACIONES 10. BIBLIOGRAFIA ANEXOS 1. Recuento en Cámara de Neubauer 2. Como determinar la intensidad lumínica? 3. Revisión bibliografía de concentraciones de carbono y nitrógeno en cultivos de H. pluvialis 4. Medios de Cultivo para...