{"id":119,"date":"2013-01-23T10:40:39","date_gmt":"2013-01-23T10:40:39","guid":{"rendered":"https:\/\/scienzaegoverno.org\/book\/analisi-sperimentale-della-produzione-massiva-di-microalghe-test-con-chlorella-vulgaris-e\/"},"modified":"2023-09-13T15:37:53","modified_gmt":"2023-09-13T13:37:53","slug":"analisi-sperimentale-della-produzione-massiva-di-microalghe-test-con-chlorella-vulgaris-e","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.scienzaegoverno.org\/?p=119","title":{"rendered":"Analisi sperimentale della produzione massiva di microalghe: test con Chlorella vulgaris e Scenedesmus sp."},"content":{"rendered":"

La possibilit\u00e0 di produrre biomassa microalgale valorizzando il contenuto in nutrienti delle borlande \u00e8 stata testata analizzando la potenzialit\u00e0 di crescita di due specie diverse di microalghe sui tre campioni delle tre diverse filiere zootecniche.<\/p>\n

Le microalghe sono specie ubiquitarie, in grado di adattarsi a diverse condizioni ambientali. Quando nei corpi idrici, luce e temperatura sono adeguate ed i nutrienti, specialmente azoto e fosforo, non limitanti, le microalghe possono crescere fino a raggiungere concentrazioni di centinaia di milioni di cellule per millilitro (Tredici, 2007). Se poste nelle corrette condizioni ambientali, quindi, queste quantit\u00e0 massive di biomassa possono essere potenzialmente utilizzate come alimento zootecnico, o come materia prima per la produzione di biocarburanti (Travieso et al.<\/em>, 2006). Dalla separazione\/estrazione e successiva trasformazione della biomassa microalgale \u00e8 possibile ottenere diversi prodotti, quali biocarburanti (bioetanolo, biodiesel, bioolio), prodotti farmaceutici, alimenti e mangimi. Attualmente la produzione di microalghe per fini energetici avviene in impianti pilota (in vasche da 10 m fino ad impianti da 2 ha), mentre la produzione di alghe da destinare ai settori di nicchia (alimenti salutistici e dietetici, prodotti farmaceutici, cosmetici) \u00e8 pari a una decina di migliaia di tonnellate annue (Lagioia G. et al.<\/em> 2011; Nigam PS., Singh A. 2010; Thurmond W. 2011).
Le alghe si sono rivelate interessanti grazie alla loro capacit\u00e0 di proliferare utilizzando varie forme di azoto inorganico come azoto ammoniacale, nitrico, nitroso e ossido nitrico (Olguin, 2003; Park et al.<\/em>, 2009; Park et al.<\/em>, 2010). Recentemente sono state studiate diverse ipotesi di processi di trattamento per la rimozione di nutrienti inorganici da diverse tipologie di reflui (Li et al.<\/em>, 2010; Park et al.<\/em>, 2010).<\/p>\n

Nello specifico, rispetto ai processi di depurazione delle acque di scarico e dei reflui zootecnici, le alghe maggiormente impiegate sono Chlorella<\/em> sp. e Scenedesmus <\/em>sp. I ceppi microalgali utilizzati sono stati acquistati presso “Culture Collection of Algae and Protozoa – CCAP “http:\/\/www.ccap.ac.uk\/index.htm<\/a>”.<\/p>\n

I due ceppi algali sono stati inizialmente coltivati utilizzando come terreno di coltura Proteose Peptone medium (MgSO4<\/sub>*7H2<\/sub>O 1g\/l, K2<\/sub>HPO4 <\/sub>1g\/l, KNO3<\/sub> 1g\/l, Proteose Peptone 1g\/l).<\/p>\n

Dato il rischio di interferenza con i valori di densit\u00e0 ottica e le elevate concentrazioni di azoto ammoniacale, sono state fatte delle diluizioni sui campioni prima di sottoporli al trattamento con i 2 ceppi microalgali per ottenere un substrato con maggiore possibilit\u00e0 di penetrazione da parte della luce. Le diluizioni scelte sono 1:10 e 1:50. L’inoculo algale \u00e8 stato aggiunto in concentrazione del 20% v\/v ai campioni di borlande di distillazione cos\u00ec diluiti. Tutti i test sono stati effettuati alla scala di laboratorio con beute in borosilicato della capacit\u00e0 di 250 ml. Tutti i test sono stati condotti in batch, sottoposti ad un ciclo giorno-notte pari a 12:12, a temperatura ambiente, in agitazione continua e con aerazione naturale.<\/p>\n

La cinetica del processo di crescita algale \u00e8 stata monitorata valutando la variazione della densit\u00e0 ottica del campione contenente le alghe attraverso una misura spettrofotometrica effettuata a 530 nm di lunghezza d’onda correlabile con la velocit\u00e0 di crescita algale (\u03bc)<\/strong>. Un altro parametro correlato con la crescita algale \u00e8 il pH; il processo fotosintetico porta infatti al consumo di carbonio organico (come HCO3-<\/sup>) e quindi all’accumulo di ioni idrossilici; l’aumento del pH \u00e8 pertanto un buon indicatore della crescita microalgale (de Morais and Costa, 2007; Ji et al.<\/em>, 2012). Di seguito a titolo esemplificativo si riporta un grafico, che rappresenta la variazione della densit\u00e0 ottica e del pH nel corso del trattamento della borlanda di suino (diluizione 1:50), e le fotografie del medesimo test scattate al tempo iniziale, dopo 20 giorni di trattamento e al tempo finale (Figure 2a e 2b).<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figura 2a – Variazione della densit\u00e0 ottica e del pH nel corso del trattamento della borlanda di suino<\/h6>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figura 2b – Variazione della densit\u00e0 ottica della borlanda di suino (diluizione 1:50) sottoposta a test, al tempo iniziale, dopo 20 giorni di trattamento e al tempo finale<\/h6>\n

Al termine del trattamento, il refluo \u00e8 stato analizzato per valutare l’efficienza del processo di “rimozione” soprattutto dell’azoto ammoniacale, e la contestuale produzione di nuova biomassa, analizzando i contenuti in azoto totale, nitrico e nitroso, oltre alla domanda chimica di ossigeno, COD.<\/p>\n

Tabella 5 – Concentrazione delle diverse specie chimiche dell’azoto e della domanda chimica d’ossigeno delle borlande avicole (pollina) dopo trattamento con Chlorella vulgaris<\/em> e Scenedesmus sp<\/em><\/h6>\n

 <\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\n

 <\/p>\n<\/td>\n

\n

Azoto
totale<\/p>\n<\/td>\n

\n

Azoto
ammoniacale<\/p>\n<\/td>\n

\n

Azoto
nitrico<\/p>\n<\/td>\n

\n

Azoto
nitroso<\/p>\n<\/td>\n

\n

COD<\/p>\n<\/td>\n

\n

Crescita
algale (\u03bc)<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

mg\/kg<\/p>\n<\/td>\n

\n

mg\/kg<\/p>\n<\/td>\n

\n

mg\/kg<\/p>\n<\/td>\n

\n

mg\/kg<\/p>\n<\/td>\n

\n

mg\/l<\/p>\n<\/td>\n

\n

 <\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda bovino
tal quale<\/p>\n<\/td>\n

\n

1200<\/p>\n<\/td>\n

\n

650<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

27250<\/p>\n<\/td>\n

\n

–<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda bovino
(dil 1:10) + 20%
Chlorella vulgaris<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

7100<\/p>\n<\/td>\n

\n

16<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

14250<\/p>\n<\/td>\n

\n

0.84\/giorno<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda bovino
(dil 1:50) + 20%
Chlorella vulgaris<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

34500<\/p>\n<\/td>\n

\n

40<\/p>\n<\/td>\n

\n

100<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

42750<\/p>\n<\/td>\n

\n

1.89\/giorno<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda bovino
(dil 1:10) + 20%
Scenedesmus <\/em>sp.<\/p>\n<\/td>\n

\n

277<\/p>\n<\/td>\n

\n

14<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

27750<\/p>\n<\/td>\n

\n

0.09\/giorno<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda bovino
(dil 1:50) + 20%
Scenedesmus <\/em>sp.<\/p>\n<\/td>\n

\n

12309<\/p>\n<\/td>\n

\n

165<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

100<\/p>\n<\/td>\n

\n

37000<\/p>\n<\/td>\n

\n

0.15\/giorno<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda suino<\/p>\n

tal quale<\/p>\n<\/td>\n

\n

3300<\/p>\n<\/td>\n

\n

720<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

1.99<\/p>\n<\/td>\n

\n

27000<\/p>\n<\/td>\n

\n

–<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda suino
(dil 1:10) + 20%
Chlorella vulgaris<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

13800<\/p>\n<\/td>\n

\n

7<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

21250<\/p>\n<\/td>\n

\n

<0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda suino
(dil 1:50) + 20%
Chlorella vulgaris<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

<25000<\/p>\n<\/td>\n

\n

90<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

56750<\/p>\n<\/td>\n

\n

1.72\/giorno<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda suino
(dil 1:10) + 20%
Scenedesmus <\/em>sp.<\/p>\n<\/td>\n

\n

3092<\/p>\n<\/td>\n

\n

13<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

22000<\/p>\n<\/td>\n

\n

<0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda suino
(dil 1:50) + 20%
Scenedesmus <\/em>sp.<\/p>\n<\/td>\n

\n

24824<\/p>\n<\/td>\n

\n

200<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

41750<\/p>\n<\/td>\n

\n

0.22\/giorno<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda avicoli
tal quale<\/p>\n<\/td>\n

\n

5800<\/p>\n<\/td>\n

\n

1050<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

51500<\/p>\n<\/td>\n

\n

–<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda avicoli
(dil 1:10) + 20%
Chlorella vulgaris<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

6400<\/p>\n<\/td>\n

\n

22<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

36250<\/p>\n<\/td>\n

\n

<0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda avicoli
(dil 1:50) + 20%
Chlorella vulgaris<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

NR<\/p>\n<\/td>\n

\n

NR<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

69500<\/p>\n<\/td>\n

\n

1.80\/giorno<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda avicoli
(dil 1:10) + 20%
Scenedesmus <\/em>sp.<\/p>\n<\/td>\n

\n

4115<\/p>\n<\/td>\n

\n

7<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

36250<\/p>\n<\/td>\n

\n

<0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Borlanda avicoli
(dil 1:50) + 20%
Scenedesmus <\/em>sp.<\/p>\n<\/td>\n

\n

38465<\/p>\n<\/td>\n

\n

125<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

<1<\/p>\n<\/td>\n

\n

45250<\/p>\n<\/td>\n

\n

0.019\/giorno<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

I valori di crescita microalgale rapportati con i valori di pH monitorati durante l’intero processo aiutano a capire se vi \u00e8 stata o meno proliferazione algale. I risultati migliori si ottengono con le diluizioni pi\u00f9 elevate in cui si assiste ad una notevole proliferazione microalgale grazie alla maggiore penetrazione della luce e alla possibilit\u00e0 di effettuare i processi fotosintetici. Le microalghe sono pertanto in grado di organicare l’azoto ammoniacale ad azoto organico, utilizzato per la formazione di amminoacidi e proteine, e l’anidride carbonica. Tale condizione va riferita al tenore di sostanza organica (COD) e azoto totale; questi valori esprimono appunto la costruzione di nuova biomassa. <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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