Published December 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Cultivation of Pseudochlorella pringsheimii for biodiesel production in a scalable indoor photobioreactor: case studies from Egypt
Description
Enhancement of lipid accumulation is the major strategy to improve the commercial feasibility of microalgae as a source for biodiesel production. Pseudochlorella pringsheimii (Formally was named as Chlorella ellipsoidea) green microalgae strain was chosen with respect to their ability as a potential source to produce high lipids content, could be used for the production of biofuel, which can be an alternative renewable energy source instead of fossil fuels.Initially, the Pseudochlorella pringsheimii microalgae was evaluated on the basis of tested at Lab scales 2 L by applicable different nutrient individual of N, P, Fe conditions in BBM medium concentrations for choosing the best concentrations induce lipid contents and productivity to cultivate in large scale in the 2000 L PBR. The suitable concentrations of nutrients with highest lipid contents were obtained under deficient of nitrogen (1.25 gL-1, limited N) and phosphorus (0.1 mg L-1, limited P) coupled with high iron concentration (10 mg L, rich Fe) and CO2 (6%). Therefore, their collective of nutrients was applied to culture of microalgae cells at large scale in 2000 L photobioreactor (PBR model), which, this techniques was used to quantify high lipid contents (25% w/w) and high lipid productivity (74.07 mgL-1 day-1). The inducted lipid conversion to biodiesel via transestrification process was 91.54 ± 1.43%. The fatty acid methyl esters (FAMEs profile by means of GC/MS resulted in C16:0, C18:1, C18:2, C18:3 as a main constituents. With regard to physical-chemical property (such as density, kinematic viscosity, gravity, and certain number), the Pseudochlorella pringsheimii biodiesel have biofuel properties, in accordance with appropriate biodiesel properties, as ASTM and EU standards, that thereby referring to high quality biodiesel.Pseudochlorella pringsheimii cultured in large scale in photobioreactor under stress condition have a high potential of lipids production with high quality of FAMEs that can be used as a promising biodiesel fuel. It has also a potential to be applied for commercialization based on the techno-economic and environmental impacts.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعزيز تراكم الدهون هو الاستراتيجية الرئيسية لتحسين الجدوى التجارية للطحالب الدقيقة كمصدر لإنتاج الديزل الحيوي. تم اختيار سلالة الطحالب الدقيقة الخضراء Pseudochlorella pringsheimii (التي تم تسميتها رسميًا باسم Chlorella ellipsoidea) فيما يتعلق بقدرتها كمصدر محتمل لإنتاج محتوى عالٍ من الدهون، ويمكن استخدامها لإنتاج الوقود الحيوي، والذي يمكن أن يكون مصدرًا بديلًا للطاقة المتجددة بدلاً من الوقود الأحفوري. في البداية، تم تقييم Pseudochlorella pringsheimii microalgae على أساس اختبارها على المقاييس المعملية 2 L من خلال ظروف المغذيات المختلفة المعمول بها من N، P، Fe في تركيزات متوسطة BBM لاختيار أفضل تركيزات تحفز محتويات الدهون والإنتاجية للزراعة على نطاق واسع في 2000 L PBR. تم الحصول على التركيزات المناسبة من العناصر الغذائية ذات المحتويات الدهنية الأعلى تحت نقص النيتروجين (1.25 gL -1، N محدود) والفوسفور (0.1 ملغ L -1، P محدود) إلى جانب تركيز الحديد العالي (10 ملغ L، الحديد الغني) وثاني أكسيد الكربون (6 ٪). لذلك، تم تطبيق مجموعتها من العناصر الغذائية على مزرعة خلايا الطحالب الدقيقة على نطاق واسع في المفاعل الحيوي الضوئي 2000 لتر (نموذج PBR)، والذي تم استخدام هذه التقنيات لتحديد محتويات الدهون العالية (25 ٪ وزن/وزن) وإنتاجية الدهون العالية (74.07 ملغم - 1 يوم - 1). كان تحويل الدهون المستحثة إلى وقود الديزل الحيوي عن طريق عملية التحويل 91.54 ± 1.43 ٪. أدت إسترات ميثيل الأحماض الدهنية (ملف تعريف FAMEs عن طريق GC/MS إلى C16:0، C18:1، C18:2، C18:3 كمكونات رئيسية. فيما يتعلق بالخاصية الفيزيائية والكيميائية (مثل الكثافة واللزوجة الحركية والجاذبية وعدد معين)، فإن الديزل الحيوي Pseudochlorella pringsheimii له خصائص الوقود الحيوي، وفقًا لخصائص الديزل الحيوي المناسبة، وفقًا لمعايير ASTM و EU، والتي تشير بالتالي إلى الديزل الحيوي عالي الجودة. تتمتع Pseudochlorella pringsheimii المستزرعة على نطاق واسع في مفاعل حيوي ضوئي تحت ظروف الإجهاد بإمكانية عالية لإنتاج الدهون بجودة عالية من FAMEs التي يمكن استخدامها كوقود ديزل حيوي واعد. كما يمكن تطبيقه للتسويق على أساس الآثار التقنية والاقتصادية والبيئية.Translated Description (French)
L'amélioration de l'accumulation de lipides est la stratégie majeure pour améliorer la faisabilité commerciale des microalgues en tant que source de production de biodiesel. La souche de microalgues vertes Pseudochlorella pringsheimii (officiellement nommée Chlorella ellipsoidea) a été choisie en ce qui concerne sa capacité en tant que source potentielle à produire une teneur élevée en lipides. Elle pourrait être utilisée pour la production de biocarburant, qui peut être une source d'énergie renouvelable alternative au lieu de combustibles fossiles. Initialement, les microalgues Pseudochlorella pringsheimii ont été évaluées sur la base de tests à l'échelle de laboratoire 2 L par différents nutriments individuels applicables de N, P, Fe dans des conditions de concentrations moyennes BBM pour choisir les meilleures concentrations induisent des teneurs en lipides et une productivité à cultiver à grande échelle dans le PBR de 2000 L. Les concentrations appropriées de nutriments ayant les teneurs en lipides les plus élevées ont été obtenues en présence d'une carence en azote (1,25 gL-1, N limité) et en phosphore (0,1 mg L-1, P limité) associée à une concentration élevée en fer (10 mg L, Fe riche) et en CO2 (6 %). Par conséquent, leur ensemble de nutriments a été appliqué à la culture de cellules de microalgues à grande échelle dans un photobioréacteur de 2000 L (modèle PBR), qui a été utilisé pour quantifier des teneurs élevées en lipides (25 % p/p) et une productivité lipidique élevée (74,07 mgL-1 jour-1). La conversion lipidique induite en biodiesel via le processus de transestrification était de 91,54 ± 1,43%. Les esters méthyliques d'acides gras (profil FAMEs au moyen de GC/MS ont donné C16:0, C18:1, C18:2, C18:3 comme constituants principaux. En ce qui concerne les propriétés physico-chimiques (telles que la densité, la viscosité cinématique, la gravité et un certain nombre), le biodiesel Pseudochlorella pringsheimii a des propriétés de biocarburant, conformément aux propriétés appropriées du biodiesel, comme les normes ASTM et UE, qui se réfèrent ainsi à un biodiesel de haute qualité. Pseudochlorella pringsheimii cultivé à grande échelle dans un photobioréacteur dans des conditions de contrainte a un potentiel élevé de production de lipides avec une haute qualité de FAME qui peuvent être utilisés comme biocarburant prometteur. Il a également un potentiel d'application pour la commercialisation en fonction des impacts technico-économiques et environnementaux.Translated Description (Spanish)
La mejora de la acumulación de lípidos es la principal estrategia para mejorar la viabilidad comercial de las microalgas como fuente de producción de biodiésel. Se eligió la cepa de microalgas verdes Pseudochlorella pringsheimii (formalmente llamada Chlorella ellipsoidea) con respecto a su capacidad como fuente potencial para producir un alto contenido de lípidos, podría usarse para la producción de biocombustible, que puede ser una fuente de energía renovable alternativa en lugar de combustibles fósiles. Inicialmente, las microalgas Pseudochlorella pringsheimii se evaluaron sobre la base de pruebas a escalas de laboratorio de 2 L mediante diferentes condiciones de nutrientes aplicables de N, P, Fe en concentraciones medias de BBM para elegir las mejores concentraciones inducen contenidos de lípidos y productividad para cultivar a gran escala en el PBR de 2000 L. Las concentraciones adecuadas de nutrientes con mayor contenido de lípidos se obtuvieron bajo deficiencia de nitrógeno (1.25 gL-1, N limitado) y fósforo (0.1 mg L-1, P limitado) junto con una alta concentración de hierro (10 mg L, Fe rico) y CO2 (6%). Por lo tanto, su colectivo de nutrientes se aplicó al cultivo de células de microalgas a gran escala en un fotobiorreactor de 2000 L (modelo PBR), que, esta técnica se utilizó para cuantificar altos contenidos de lípidos (25% p/p) y alta productividad de lípidos (74.07 mgL-1 día-1). La conversión de lípidos inducida a biodiesel a través del proceso de transestrificación fue de 91.54 ± 1.43%. Los ésteres metílicos de ácidos grasos (perfil Fame por medio de GC/MS dieron como resultado C16:0, C18:1, C18:2, C18:3 como constituyentes principales. Con respecto a las propiedades físico-químicas (como la densidad, la viscosidad cinemática, la gravedad y cierto número), el biodiésel de Pseudochlorella pringsheimii tiene propiedades de biocombustible, de acuerdo con las propiedades apropiadas del biodiésel, según las normas ASTM y de la UE, lo que se refiere al biodiésel de alta calidad. La Pseudochlorella pringsheimii cultivada a gran escala en fotobiorreactor en condiciones de estrés tiene un alto potencial de producción de lípidos con alta calidad de Fame que se puede utilizar como un combustible de biodiésel prometedor. También tiene el potencial de ser aplicado para la comercialización en función de los impactos tecnoeconómicos y ambientales.Files
s43141-022-00450-0.pdf
Files
(1.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3eb0814e470385c3f0296550a9873dec
|
1.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- زراعة Pseudochlorella pringsheimii لإنتاج الديزل الحيوي في مفاعل حيوي داخلي قابل للتطوير: دراسات حالة من مصر
- Translated title (French)
- Culture de Pseudochlorella pringsheimii pour la production de biodiesel dans un photobioréacteur intérieur évolutif : études de cas en Égypte
- Translated title (Spanish)
- Cultivo de Pseudochlorella pringsheimii para la producción de biodiésel en un fotobiorreactor de interior escalable: estudios de caso de Egipto
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4322757185
- DOI
- 10.1186/s43141-022-00450-0
References
- https://openalex.org/W1927286411
- https://openalex.org/W1944729816
- https://openalex.org/W1980733989
- https://openalex.org/W1984459741
- https://openalex.org/W1986805667
- https://openalex.org/W1987159269
- https://openalex.org/W2013060021
- https://openalex.org/W2017416733
- https://openalex.org/W2017505114
- https://openalex.org/W2017658150
- https://openalex.org/W2017839681
- https://openalex.org/W2025097672
- https://openalex.org/W2034563730
- https://openalex.org/W2056027923
- https://openalex.org/W2068244237
- https://openalex.org/W2070567364
- https://openalex.org/W2075990007
- https://openalex.org/W2077193451
- https://openalex.org/W2082864345
- https://openalex.org/W2089275873
- https://openalex.org/W2090726660
- https://openalex.org/W2092921932
- https://openalex.org/W2094621287
- https://openalex.org/W2103978564
- https://openalex.org/W2153922477
- https://openalex.org/W2461765683
- https://openalex.org/W2571282388
- https://openalex.org/W2754446327
- https://openalex.org/W2774934883
- https://openalex.org/W2888962071
- https://openalex.org/W2890359839
- https://openalex.org/W2921218642
- https://openalex.org/W2946756670
- https://openalex.org/W3089344299
- https://openalex.org/W3131898507
- https://openalex.org/W3159890769
- https://openalex.org/W3166185521