طراحی فتوبیوراکتور جدید مهندسی جهت بهینه سازی مقدار بیومس تولیدی در ریزجلبک اسپیرولینا

خواص ویژه و کاربری های گوناگون گونه ریزجلبکی اسپیرولینا به تمرکز روزافزون حوزه های مختلف بیوتکنولوژی به کشت تجاری این گونه و روش های کاهش هزینه آن منجر شده است، اما کشت باز، که در اغلب کشت های تجاری مورد استفاده قرار می گیرد، مشکلات و نواقصی نظیر خطر آلودگی، نفوذ نکردن نور به عمق، اختلاط ناکارآمد و پایین بودن بهره وری دارد. در این پژوهش با طراحی و ساخت یک فتوبیوراکتور جدید و بهره گیری از ناحیه کنترلی، سیستم آسانسوری جایگزین پمپاژ (برای کاهش آسیب به سلول­های شکننده) و ملاحظات ساختاری بافل ها و هوادهی (برای اختلاط بهتر)، اقداماتی در جهت رفع مشکلات مذبور انجام شد و تاثیر سه فاکتور حجم ناحیه کنترلی (%)، سیکل اختلاط (hr) و شدت تابش (Lux) بر خواص کمی وزن خشک (g/l) و میزان رشد مخصوص (day-۱) ریزجلبک اسپیرولینا با روش پاسخ سطح-طراحی مرکزی بررسی شد. بیشترین میزان وزن خشک بیومس (g/l ۹۱۵/۰) در بیشترین سیکل اختلاط (۱۲ ساعت)، حجم کنترلی ۳۰درصد و شدت تابش ۷۰۰۰ لوکس ایجاد شد. و میزان بهینه تابش برای دست­یابی به بیشترین بیومس برابر ۸۷۰۰ لوکس بود. براساس این نتایج  و به سبب تاثیر زیاد فاکتورهای سیکل اختلاط و حجم ناحیه کنترلی، می­توان با کنترل حجم محدودی (فقط ۲۰درصد) از برکه­ های باز، ضمن رعایت ملاحظات اقتصادی، به افزایش بهره­ وری و ارتقای کشت دست یافت و جهت افزایش بهره­ وری کل، از یک ناحیه کنترلی برای تعدادی از برکه­ های باز بهره ­برد.

Keywords:

biotechnology , bioreactor , RSM-CCD , specific growth rate , Spirulina cultivation , بیوتکنولوژی , بیوراکتور , روش سطح پاسخ , کشت اسپیرولینا , نرخ رشد ویژه