Determinación experimental de características radiativas de microalgas productoras de carotenoides

Resumen

En la actualidad la demanda de pigmentos carotenoides de origen natural, ha incrementado debido a su aplicación diversa en la industria. Una de las fuentes naturales de dichos compuestos, son las microalgas, microorganismos fotosintéticos de elevado valor biotecnológico. La producción de pigmentos carotenoides a partir de cultivos microalgales se encuentra en el ámbito de la sustentabilidad, pero afronta el reto de la optimización del diseño y operación de nuevas tecnologías; primero se maximiza la producción de biomasa y posteriormente se somete a estrés para inducir la síntesis y acumulación de este tipo de pigmentos. En este contexto, el diseño y escalamiento de fotobiorreactores (FBRs) para el cultivo de microalgas es crucial para este tipo de procesos. El objetivo principal del presente trabajo de investigación se centra en la aplicación de una nueva metodología experimental para estimar de forma rápida e independiente las características radiativas de microalgas en suspensión. Se utilizó como microalga de estudio la cepa Chlorella vulgaris UTEX 2714 (presenta altas tasas de crecimiento y acumula carotenoides como la cantaxantina y astaxantina). Se estimó el coeficiente de extinción (β), el albedo (ω) y el parámetro de asimetría (g) de la función fase (Φ). Estos parámetros definen la solución de la ecuación de transferencia radiativa (ETR) y son fundamentales para caracterizar el efecto de las microalgas en el transporte radiativo dentro de cualquier FBR. Tanto βcomo ω fueron estimados a diferentes concentraciones de biomasay mostraron ser independientes de la concentración de biomasa bajolas condiciones experimentales. Además, el estudio sugiere queΦde Chlorella vulgaris UTEX 2714 puede ser descrita utilizando el modelo de Henyey-Greenstein. Se logróla caracterización radiativa de la microalga, lo cual es indispensable para la descripción del transporte radiativo dentro de un FBR y el desarrollo de mejores modelos cinéticos parael escalamiento de este tipo de bioprocesos.