Evaluación del diseño de un fotobiorreactor con iluminación fotovoltaica para la obtención de biomasa Arthrospira platensis (Nordstedt) Gomont empleando agua residual hidropónica

Abstract

En la presente investigación se evaluó el diseño de un fotobiorreactor (FBR) con iluminación fotovoltaica para la obtención de biomasa de la cianobacteria Arthrospira platensis, empleando agua residual hidropónica. La investigación se llevó a cabo por un periodo de 60 días, desde abril a mayo del año 2017, en el laboratorio de Microbiología y Biotecnología de la Universidad Católica Sedes Sapientiae. La investigación consistió en la instalación de tres tratamientos con dos réplicas y su control respectivo. El tratamiento T1 consistió en un FBR iluminado con panel solar y medio de cultivo zarrouk; el tratamiento T2, en un FBR iluminado con panel solar y medio de cultivo agua residual hidropónica; el tratamiento T3, FBR iluminado con fluorescente y medio de cultivo de agua residual hidropónica y finalmente el tratamiento control, en un FBR iluminado con fluorescente y medio de cultivo zarrouk. Se inocularon 150 ml de la cepa Arthrospira platensis UTEX 1926 en todos los FBRs. Se estudió la tasa de crecimiento (μ) de la cianobacteria, la producción de biomasa, el tiempo de duplicación (td) y la capacidad de carga (k). Se evaluó los parámetros físico-químicos como: pH, temperatura, porcentaje de proteína y crecimiento poblacional del cultivo de A. platensis. La cianobacteria Arthrospira platensis tuvo una alta producción de biomasa (1,353 ± 0,004 mg.L-1) (p<0,001) y porcentaje de proteína (33,75 por ciento) en el tratamiento T2, un FBR iluminado con panel solar y medio de cultivo agua residual hidropónica. La tasa de crecimiento máxima encontrada con una alta significancia (p=0,000) fue de μ= 0,3744 ± 0,005 días-1 y capacidad de carga k= 1,353 ± 0,004 mg.L-1 y fueron obtenidos para el tratamiento T2. Además se logró una producción de 530,2 mg de proteína por cada S/. 1,11 invertido, siendo el tratamiento T2 el que alcanzó tener un costo de producción menor. Con respecto a los parámetros físico-químicos evaluados, la temperatura con respecto al pH presentó una alta correlación respecto al pH (r=0,915; P=0,000). Se concluye que Arthrospira platensis tuvo una alta producción de biomasa empleando el fotobiorreactor con iluminación fotovoltaica y usando como medio de cultivo el agua residual hidropónica.