Effetto del rapporto di riciclo in fotobioreattori in continuo per la coltivazione di Arthrospira maxima: composizione della biomassa e ottimizzazione del consumo di acqua e di nutrienti

In questo lavoro di tesi, il cianobatterio Arthrospira maxima è stato coltivato in fotobioreattori in continuo, focalizzandosi sull’effetto del rapporto di ricircolo, con il fine di ottimizzare il consumo d’acqua e nutrienti attraverso il riciclo del medium di crescita. Secondo l’International Energy Agency, la produzione industriale annua di Spirulina è approssimativamente di 10.000 tonnellate di biomassa secca, con circa 2000 litri d’acqua necessari per chilo di biomassa. A causa degli elevati costi di produzione, quindi, il riciclo di acqua e nutrienti risulta fondamentale per la sostenibilità del processo, anche da un punto di vista ambientale ed economico. Tuttavia, un rapporto di ricircolo troppo elevato potrebbe causare l’accumulo di metaboliti secondari, causando una diminuzione della produttività. Allo stato dell’arte, non è ancora presente un approccio quantitativo in grade di quantificare questi fenomeni. In questa tesi, quindi, lo scopo è quello di verificare l’effetto del rapporto di ricircolo sulla produzione e composizione della biomassa algale e del terreno di coltura. Per l’ottimizzazione del processo, inizialmente si è lavorato a diversi tempi di permanenza e a concentrazioni differenti di bicarbonato, potendo così valutare la concentrazione di composti secreti a stato stazionario e l’effetto di concentrazioni elevate di sali sulla crescita. Quindi, è stato approfondito l’effetto del rapporto di riciclo, valutando la produttività di biomassa di Arthrospira maxima e considerando cambiamenti nella sua composizione. È stata monitorata la concentrazione di composti potenzialmente tossici per la crescita nel medium di riciclo, quali esopolisaccaridi e proteine secrete ed il loro impatto sulla produttività del sistema.