Accrescimento di Nannochloropsis salina in fotobioreattore planare per biofissazione della CO2 = Growth of Nannochloropsis salina in planar photobioreactor by CO2 biofixation

Nel corso degli ultimi secoli, le emissioni di gas serra sono diventate un noto problema che solo negli ultimi anni è stato affrontato con serietà. Uno dei gas serra più importanti è la CO2, poiché il suo aumento nell'atmosfera è dovuto principalmente ad attività antropiche come la mobilità veicolare e la produzione di energia. Il bisogno di ridurre la concentrazione di CO2 conduce alla necessità di diminuire le emissioni, mediante l’impiego di fonti energetiche rinnovabili o ricorrendo alla mobilità sostenibile, e contestualmente attuare tecniche di sequestro e cattura della CO2 presente in atmosfera. L'obiettivo principale di questa tesi riguarda il secondo argomento, incentrato sulle tecniche di sequestro biologico attraverso l'uso di microalghe: la CO2 svolge un ruolo fondamentale nel processo di fotosintesi e le microalghe, come riportato in diversi studi, forniscono un'efficacia fotosintetica superiore alle piante terrestri. Il lavoro di tesi è incentrato sulla crescita microalgale utilizzando un prototipo di fotobioreattore. Le microalghe sono organismi unicellulari che possono utilizzare la fotosintesi. La CO2 rappresenta la fonte di carbonio della fotosintesi, il processo che porta alla crescita della biomassa microalgale. Pertanto, l'aspetto principale è fornire le migliori condizioni per l’aumento di concentrazione, garantendo un efficiente consumo di CO2. Per realizzare questo studio, è necessario seguire la crescita della biomassa durante le fasi di accrescimento a partire dalle beute fino all'inoculo nel fotobioreattore pilota (FBR), il dispositivo, costantemente illuminato, in cui viene effettuata la fase fotosintetica attraverso consumo di CO2. La configurazione sperimentale è stata effettuata sul genere di microalga Nannochloropsis, specie Salina, controllando ogni giorno il valore della concentrazione di microalghe nella coltura attraverso misure di densità ottica e peso secco, registrando valori di pH, O2 e CO2 disciolti, temperatura, salinità e contributo di nutrienti, specialmente fosfati e nitrati. Sebbene la Nannochloropsis sia fortemente influenzata dalle condizioni esterne, è stata raggiunta la coltivazione in condizioni axeniche, ottenendo la curva di crescita microalgale in funzione del tempo e valutando il tasso di crescita della biomassa e la produttività. Inoltre, conoscendo la percentuale di carbonio nella biomassa è stato ottenuto il consumo di CO2, effettuando un confronto tra la CO2 assorbita dal processo fotosintetico e la CO2 emessa per fornire il fabbisogno energetico di illuminazione. Considerazioni finali riguardo le condizioni di fed-batch e l'eventuale scalabilità industriale sono fornite alla fine del lavoro di tesi.