The role of the carbon source in the growth of the microalgae nannochloropsis sp. and the production of high added value products

Γκουβούση, Μερόπη; Gkouvousi, Meropi

dc.contributor.author	Γκουβούση, Μερόπη	el
dc.contributor.author	Gkouvousi, Meropi	en
dc.date.accessioned	2016-05-17T06:35:19Z
dc.date.available	2016-05-17T06:35:19Z
dc.date.issued	2016-05-17
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42490
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9856
dc.rights	Default License
dc.subject	Μικροφύκος	el
dc.subject	Ανόργανος άνθρακας	el
dc.subject	Βιοκαύσιμα	el
dc.subject	Βιοντίζελ	el
dc.subject	Βιοενεργά συστατικά	el
dc.subject	Nannochloropsis	en
dc.subject	Microalgae	en
dc.subject	Sodium biccarbonate	en
dc.subject	Cultures	en
dc.subject	Biofuels	en
dc.title	The role of the carbon source in the growth of the microalgae nannochloropsis sp. and the production of high added value products	en
dc.title	Μελέτη του ρόλου της πηγής του άνθρακα στην ανάπτυξη του μικροφύκους nannochloropsis sp. και την παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Εφαρμοσμένη βιοτεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-10-02
heal.abstract	Η εξάντληση των αποθεμάτων του ορυκτού πετρελαίου, σε συνδυασμό με τους κινδύνους που εγκυμονούν οι κλιματικές αλλαγές, καθιστούν επιτακτική ανάγκη την εύρεση νέων εναλλακτικών καυσίμων. Τα τελευταία χρόνια το ερευνητικό ενδιαφέρον έχει στραφεί στα μικροφύκη, ως πρώτες ύλες παραγωγής βιοκαυσίμων, κυρίως λόγω του παρουσιάζουν μεγάλη φωτοσυνθετική ικανότητα, υψηλή παραγωγή βιομάζας, αλλά και γρηγορότερους ρυθμούς ανάπτυξης σε σύγκριση με άλλες πηγές που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοκαυσίμων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε ο ρόλος της πηγής άνθρακα (NaHCO3) στην ανάπτυξη του μικροφύκους Nannochloropsis sp. και την παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας. Πραγματοποιήθηκαν καλλιέργειες με διαφορετικές συγκεντρώσεις της πηγής άνθρακα για 0,5 g/L, 1 g/L, 2 g/L, 3 g/L και 5 g/L NaHCO3, οι οποίες αναπτύχθηκαν σε φωτοβιοαντιδραστήρα με ήπια ανάδευση στα 130 rpm, ο φωτισμός ήταν συνεχής, ρυθμισμένος στα 100 μmol/m2*sec και η θερμοκρασία παρέμενε σταθερή στους 20oC. O κύκλος ανάπτυξης της κάθε καλλιέργειας διήρκησε 15 ημέρες. Αρχικά μελετήθηκε η κυτταρική ανάπτυξη του μικροοργανισμού και διαπιστώθηκε ότι η αύξηση της συγκέντρωσης της πηγής άνθρακα μέχρι μια τιμή είχε ως αποτέλεσμα τη μεγιστοποίηση της παραγωγής βιομάζας, ενώ για υψηλότερες συγκεντρώσεις NaHCO3 σημειώθηκε μείωση αυτής. Τη μέγιστη τιμή βιομάζας σε σχέση με τις υπόλοιπες καλλιέργειες τη 15η ημέρα, παρουσίασε η καλλιέργεια με συγκέντρωση 2 g/L NaHCO3 και η τιμή αυτής ήταν περίπου 721 mgDCW/L, σημείωνοντας έτσι αύξηση στη συσσώρευση βιομάζας σε ποσοστό που ανέρχεται στο 89,5% συγκριτικά με την καλλιέργεια με τη μικρότερη συγκέντρωση NaHCO3 (0,5 g/L). Επιπλέον, μελετήθηκε η συγκέντρωση χλωροφύλλης και παρατηρήθηκε ότι παρουσιάζεται μέγιστο την 9η ημέρα καλλιέργειας για όλες τις διαφορετικές συνθήκες καλλιέργειας. Τη μέγιστη συγκέντρωση χλωροφύλλης εκείνη την ημέρα (8,4 μg/mL) είχε η καλλιέργεια με συγκέντρωση 2 g/L NaHCO3. Ακόμα, έγινε προσδιορισμός των λιπιδίων και παρατηρήθηκε πως ο εμπλουτισμός του θρεπτικού μέσου με αύξηση της συγκέντρωσης της πηγής άνθρακα επέφερε και τις μεγαλύτερες ποσότητες λιπιδίων. Πιο συγκεκριμένα, η καλλιέργεια με τη μεγαλύτερη συγκέντρωση NaHCO3 (5 g/L) στο θρεπτικό μέσο συγκέντρωσε τη 15η ημέρα ένα ποσοστό λιπιδίων της τάξης του 44,81% επί της ξηρής βιομάζας. Τέλος, μελετήθηκε η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες, αλλά και ο προσδιορισμός της γλυκόζης και του αμύλου. Η αύξηση της συγκέντρωσης της πηγής άνθρακα στο μέσο καλλιέργειας είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση του περιεχομένου τόσο του αμύλου όσο και της γλυκόζης, με τη μέγιστη τιμή τόσο της συγκέντρωσης αμύλου στα θραύσματα των κυτταρικών τοιχωμάτων [5,27% (επί ξηρού βάρους)], όσο και της γλυκόζης [0,58% (επί ξηρού βάρους)], να παρατηρούνται τη 15η ημέρα της καλλιέργειας με συγκέντρωση 0,5 g/L NaHCO3. Το περιεχόμενο των πρωτεϊνών είχε αυξητική τάση με την αύξηση της συγκέντρωσης της πηγής άνθρακα, μέχρι μία τιμή, φθάνοντας το ποσοστό του 20,64% (επί ξηρού βάρους) τη 15η ημέρα στην καλλιέργεια με συγκέντρωση 2 g/L NaHCO3.	el
heal.abstract	The depletion of the mineral oil, combined with the risks posed by the climate changes, make a pressing need to find new alternative fuels. In recent years the research interest has been focused on microalgae, as raw materials for producing biofuels mainly because they exhibit higher photosynthetic capacity, higher biomass production and faster growth rates compared with other sources used to produce biofuels. In this thesis, the role of the carbon source (NaHCO3) studied in the development of microalgae Nannochloropsis sp. and the production of high added value products. Cultures with different concentrations of carbon source to 0,5 g/L, 1 g/L, 2 g/L, 3 g/L and 5 g/L NaHCO3. Cultures grown in photobioreactors with gentle stirring at 130 rpm, the lighting was continuous, set at 100 μmol/m2 * sec and the temperature remained constant at 20oC. The growth development cycle of each culture lasted 15 days. Initially, we studied the cell growth of the microorganism and it was found that increasing the concentration of the carbon source to a value resulted maximizing biomass production, while higher concentrations of NaHCO3 decrease that. The culture at a concentration of 2 g/L NaHCO3 had the maximum biomass value compared with other cultures at 15th day, and the value of this was about 721 mgDCW/L, recording thereby increase in the accumulation of biomass up to 89,5%. Additionally, we studied the concentration of chlorophyll and was observed that this has a maximum on the 9th day of culture for all the different culture conditions. The culture at a concentration of 2 g/L NaHCO3 had the maximum concentration of chlorophyll that day (8,4 g/mL). Furthermore, the determination of lipids was studied and was observed that the enrichment of the medium by increasing the concentration of the carbon source resulted and larger of lipids. Specifically, the culture with the highest concentration of NaHCO3 (5 g/L) in the culture medium resulted at 15th day, a proportion of lipids of about 44,81% of the dry biomass. Finally, the content of protein was studied and the determination of the glucose and starch. Increasing the concentration of the carbon source in the culture medium had the effect of reducing the content of both the starch and glucose, with the maximum value of both the starch concentration in the cell wall fragments [5,27% (dry weight)] and that of glucose [0,58% (dry weight)]are observed on the 15th day of the culture with the concentration of 0,5 g/L NaHCO3.The content of protein had been of an increasing trend with the increase in the carbon concentration, to a value, reaching a percentage of 12,4% (dry weight) at the end of the culture.	en
heal.advisorName	Κολίσης, Φραγκίσκος	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Βουγιούκα, Σταματίνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	113 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true