Παραμετροποίηση της καλλιέργειας μικροφυκών σε εργαστηριακή κλίμακα μέσω της εφαρμογής κλασματικών παραγοντικών πειραμάτων

Parametarization of microalgae of microalgae cultivation on laboratory scale through the application of fractional factorial experiments (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Παπαπαναγιώτου, Γεωργία
  3. Διαχείριση και Τεχνολογία Ποιότητας (ΔΙΠ)
  4. 13 Σεπτεμβρίου 2020 [2020-09-13]
  5. Ελληνικά
  6. 126
  7. Καπετανοπούλου, Παρασκεύη
  8. Καπετανοπούλου, Παρασκεύη | Κούτρας, Βασίλης
  9. καλλιέργεια μικροφυκών | καλλιέργεια μικροφυκών, Arthrospira | πειραματικοί σχεδιασμοί Taguchi
  10. 2
  11. 129
  12. 0
    • Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παραμετροποίηση της καλλιέργειας στελέχους του γένους Arthrospira (‘Spirulina’) σε εργαστηριακή κλίμακα μέσω της εφαρμογής κλασματικών παραγοντικών πειραμάτων. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας, σχεδιάστηκε και εφαρμόστηκε ένα σύνολο εννέα πειραμάτων αύξησης για το υπό εξέταση στέλεχος Arthrospira sp. ‘Nigrita Compere’, δομημένο σε ένα τρι-παραγοντικό σχεδιασμό τριών επιπέδων, σύμφωνα με την μεθοδολογία Taguchi. Το λογισμικό MiniTab19 χρησιμοποιήθηκε για τον σχεδιασμό των πειραμάτων καθώς και για την στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων των πειραματικών διεργασιών. Η επιλογή των υπό εξέταση παραμέτρων της καλλιέργειας και των επιπέδων αυτών έγινε μετά από εκτενή βιβλιογραφική ανασκόπηση. Οι εξεταζόμενοι παράγοντες είναι το pH, η ένταση φωτός καθώς και η περιεκτικότητα του θρεπτικού μέσου σε όξινο ανθρακικό νάτριο (NaHCO3), με τα επίπεδα αυτών να ορίζονται όσον αφορά το pH στο 8, 9 και 10, την ένταση φωτός στα 9, 28 και 44 μmol/m2/s και τέλος την περιεκτικότητα του θρεπτικού μέσου σε NaHCO3 σε 8,4, 12,6 και 16,8 g/L θρεπτικού μέσου. Η πειραματική διαδικασία έλαβε χώρα σε φιάλες Erlenmeyer των 2L οι οποίες περιείχαν 1 L τροποποιημένου (ανά πειραματική συνθήκη) θρεπτικού μέσου Zarrouk. H χρονική διάρκεια του πειράματος ανήλθε στις 29 ημέρες, όπου ανά 48 ή 72 (h) συντελούνταν ρύθμιση του pH στις εκάστοτε πειραματικές συνθήκες καθώς και λήψη δείγματος της τάξης των 2 mL (2x 1 mL) το οποίο ακολούθως φασματοφωτομετρούνταν σε μήκος κύματος 700nm. Η εναρκτήρια βιομάζα για όλες τις θεραπείες ήταν 0,1 g/L DW, η θερμοκρασία καλλιέργειας ήταν 28ο C, ενώ εφαρμόστηκε φωτοπερίοδος 12h φως / 12 h σκοτάδι. Βάσει της ανάλυσης διασποράς υπάρχει μεταβολή των κυριών επιδράσεων ανά στάδιο του πειράματος αύξησης, παρά ταύτα η επίδραση του παράγοντα ένταση φωτός ασκεί την υψηλότερη επίδραση καθόλα τα ελεγχόμενα στάδια καλλιέργειας. Τέλος η υψηλότερη παραγωγή βιομάζας καταγράφεται για την πειραματική δοκιμή (pH:9, NaHCO3:8,4 g/L, ένταση φωτός: 28μmol/m2/s) καθώς και για την μη εκτελεσθείσα δοκιμή (pH:9, NaHCO3:8,4 g/L, ένταση φωτός: 28μmol/m2/s).
    • The aim of this study is the parameterization of the cultivation of the cyanobacterium Arthrospira sp. ‘Nigrita Compere’ at a laboratory scale through the application of fractional factor experiments. In this work, a set of nine growth experiments were designed and implemented for the Arthrospira sp. ‘Nigrita Compere’, structured in a 33-1 fractional design, according to the Taguchi’s methodology. The MiniTab19 software was used for the design of the experiments as well as for the statistical analysis of the results of the experimental processes. The selection of the cultivation parameters and their levels was made after an extensive literature review. The selected factors are pH, light intensity and nutrient content of sodium bicarbonate (NaHCO3), with their levels being defined in terms of pH at 8, 9 and 10, light intensity at 9, 28 and 44 μmol / m2 / s and NaHCO3 content in the growth medium at 8.4, 12.6 and 16.8 g / L. The experimental procedure took place in 2L Erlenmeyer flasks containing 1 L of modified (per experimental) Zarrouk medium. The duration of the experiment was 30 days, where every 48 or 72 (h) the pH was adjusted to the respective experimental conditions after sampling 2 mL (2x 1 mL) of each experimental culture and the subsequently spectrophotometrically analysis at a wavelength of 700 nm. The starting biomass for all treatments was 0.1 g / L DW, the culture temperature was 28o C, while a photoperiod of 12h light / 12h darkness was applied. Based on the analysis of variance there is a modification of the main effects between the different stages of the experiment, nevertheless the effect of the factor «light intensity» exerts the highest effect of all the controlled culture stages. Finally, the highest biomass production is recorded for the experimental test (pH: 9, NaHCO3: 8.4 g / L, light intensity: 28μmol / m2 / s) as well as for the non-performed one (pH: 9, NaHCO3: 8.4 g / L, light intensity: 28μmol / m2 / s).
  14. Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Διεθνές