Assembly, set-up and operation of a laboratory scale 1L photobioreactor

Abstract

[ES] En la actualidad, los organismos fotosintéticos son considerados como prometedores sistemas sostenibles de generación de productos de interés como los combustibles, entre ellos, el hidrógeno. Para su cultivo se utilizan plataformas específicas denominadas fotobioreactores, las cuales llevan asociadas una serie de dispositivos necesarios para la medida y el control de todas las variables que influyen en el proceso de cultivo, crecimiento y producción por parte del organismo en cuestión. El estudio del equilibrio de gases como el CO2, el O2 y el H2, en función de la temperatura, el pH, la intensidad lumínica y del crecimiento del cultivo es fundamental para mantener la estabilidad del proceso bioquímico. Así, por tanto, el montaje y operación de un fotobiorreactor y de sus dispositivos asociados mediante la utilización de un software serán el objeto de trabajo del alumno. Asimismo, el alumno comprobará el correcto funcionamiento y puesta a punto del mismo mediante una serie de experimentos de caracterización de la misma. La presente investigación se enmarca dentro del proyecto de la Comisión Europea Cyanofactory (FP7-Energy 308518) conformado por un consorcio de universidades y empresas europeas que tiene el fin de crear organismos cultivados en fotobiorreactores que sean capaces de producir hidrógeno. Pues, se colaborará con dichas entidades para la consecución del aquí propuesto trabajo.

[EN] Currently, cyanobacteria are photosynthetic microorganisms that have been considered as potential candidate for the production of biofuels or pharmaceutical compounds among others. For their cultivation, there are specific systems called photobioreactors in which all their natural requirements (light, CO2 and nutrients) are provided. Moreover, the cultivation of these microbes involves a set of sensitive parameters, such as temperature, pH, mass transfer or mixing, that should be maintained under specific ranges to get the photobiological process stable. These parameters are controlled by a serie of associated devices that conform the photobioreactor system. The assembly and operation of a 1L lab-scale flat-bed photobioreactor and its associated devices using a computer program were performed in this work. Furthermore, a set of calibration procedures and characterization experiments were done to check the proper operation of the photobioreactor system and to collect relevant information for future cultivation processes. This investigation is set inside the European project CyanoFactory (FP7-Energy 308518). This project is carried out by a consortium composed of several European universities and research companies. It pursues the aim of generating photosynthetic microorganisms cultivated in photobioreactors with the capacity of producing biohydrogen.