Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Fashandi,Mohammadhadi Jazini dorcheh
حسین فشندی (استاد راهنما) محمد هادی جزینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ghazaleh Aminiershad
غزاله امینی ارشاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Continuous cultivation of microalgae in helical photobioreactor equipped with cell retention system
Halophilic, unicellular species of Dunaliella with the lack of a rigid cell wall are the main source of producing natural carotenoid of betacarotene for pharmaceutical industry, aquaculture and animal feed. For these reasons, large-scale production of Dunaliella has received great attention. In this study, continuous cultivation of Dunaliella salina is evaluated in helical photobioreactor at 25 ?C and initial pH of 7.5. For this purpose, sodium chloride medium (1.5 M) and a helical photobioreactor equipped with a cell retention system (CRS) composed of cellulose acetate hollow fiber membranes (CA HFMs) is used. Exposure program is set at 16 h lightness and 8 h darkness with the light intensity of 150 . CA HFMs are produced via dry/wet spinning using CA/(acetoneformamide: 50-50) solution with CA solution of 20 wt.%. The produced CA HFMs are characterized with respect to surface and interior morphologies, tensile strength, hydrophilicity, overall porosity, mean and maximum pore size and pure water permeability. Using the produced CA HFMs with mean pore size of 124 nm and overall porosity of 78/9±2%, the rejection of the Dunaliella salina microalgae is demonstrated to be as high as ~94.9%. Additionally, the produced CA HFMs exhibit a reasonable fouling resistance evaluated using aqueous solution of BSA protein (1000 ppm). The comparison between the performance and productivity of continuous cultivation of microalgae in helical photobioraector without and with CRS showed that the former at dilution rate of 2.05 l/day reaches a productivity of 45.30±3.46 which increases by 200% when CRS is employed as a component of photobioreactor. Continuous cultivation of microalgae in helical photobioreactor without cell retention system in dilution rates of 0.75 and 1.72 l/day showed productivity of 19.03 and 38.20 , respectively. The results vividly demonstrate the superiority of the continuous cultivation composed of CRS over that without CRS. Hence, significantly higher productivity is achieved by the former.
ریزجلبک نمک دوست دونالیلا با دیواره آزاد، اصلی‌ترین منبع طبیعی تولید کارتنوئید بتاکاروتن برای صنایع دارویی، پرورش آبزیان و خوراک دام است. با توجه به این موارد، امروزه تولید دونالیلا در مقیاس بالا مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، به ارزیابی کشت پیوسته دونالیلا سالینا در زیست واکنشگاه نوری مارپیچ در دمای o C 25 و pH اولیه 5/7 پرداخته شده است. برای این منظور، از محیط کشت حاوی سدیم کلرید با غلظت M 5/1 و زیست واکنشگاه نوری مارپیچ مجهز به سیستم نگهداشت سلولی ساخته شده از 50 عدد غشاهای الیاف توخالی سلولز استات استفاده شد. برنامه نوردهی به صورت h16 روشنایی و h8 تاریکی با شدت تابش نور 150 انتخاب شد. به منظور توصیف ساختاری و عملکردی غشاهای الیاف توخالی سلولز استات استفاده شده در سیستم نگهداشت سلولی از آزمون های تصویرداری با استفاده از SEM جهت مشاهده مورفولوژی سطحی و داخلی غشاهای الیاف توخالی و اندازه گیری پارامترهایی از قبیل استحکام کششی، زاویه تماس دینامیکی، تخلخل کلی، میانگین اندازه حفرات و شار آب خالص غشاهای تولیدی و همچنین ارزیابی مقاومت غشاهای الیاف توخالی در برابرگرفتگی با استفاده از پروتئین BSA، بهره گرفته شد. بررسی ساختاری غشاهای الیاف توخالی تولید شده نشان داد که الیاف مذکور از حفراتی با شعاع میانگین nm 124 و تخلخل کلی ? 2±9/78 برخوردارند. مقایسه عملکرد و میزان بهره وری کشت پیوسته مجهز به سیستم نگهداشت سلولی با کشت پیوسته در همان زیست واکنشگاه نوری بدون سیستم نگهداشت سلولی نشان داد که میزان بهره وری محاسبه شده در نرخ رقیق سازی 05/2 برای کشت پیوسته بدون سیستم نگهداشت سلولی معادل 99/2±24/47 می باشد که این مقدار برای کشت پیوسته مجهز به سیستم نگهداشت سلولی افزایش معادل 2 برابر نشان داد. همچنین پس از قرارگیری سیستم نگهداشت سلولی در مسیر جریان زیست واکنشگاه نوری میزان پس زنی جلبک توسط غشاهای الیاف توخالی تولید شده در بالاترین حالت ?9/94 اندازه hy;گیری شد. از سوی دیگر کشت پیوسته در زیست واکنشگاه نوری مارپیچ بدون سیستم نگهداشت سلولی در نرخ های رقیق سازی 75/0 و 72/1 نیز انجام شد که مقادیر بهره وری این دو کشت نیز معادل 68/21 و 23/41 محاسبه شد. نتایج حاصل نشان دهنده موفقیت آمیز بودن سیستم نگهداشت سلولی در افزایش بهره وری بود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی