EFFECT OF LIGHT INTENSITY ON THE GROWTH OF CHLORELLA VARIABILIS

Abstract

Microalgae are increasingly employed for production of a wide range of industrial chemicals. Light intensity is an important parameter affecting microalgae cell growth. Analysis of light penetration into the algae culture broth is important for an efficient photobioreactor design. In this study, effect of light intensity on the growth of microalgae species Chlorella variabilis was investigated in a compartmentalized photobioreactor system. The optimal range of light intensity for highest growth rate (0.037 h-1) and cell concentration (0.30 gdw/L) was found to be 17 - 36 klux, lower light intensities yielded in significantly slower growth and lower cell concentrations. Photoinhibition effect was clearly observed at light intensities above 36 klux. Maximum photobioreactor depth which can provide 95% of the maximum growth rate was determined to be 8 cm

Keywords

• Chlorella variabilis, Photobioreactor, Light intensity

IŞIK ŞİDDETİNİN CHLORELLA VARIABILIS’İN BÜYÜMESİNE ETKİSİ

Abstract

Mikroalgler çeşitli endüstriyel kimyasalların üretiminde artarak kullanılmaktadır. Işık şiddeti mikroalg hücre büyümesini etkileyen önemli bir değişkendir. Işığın alg kültürüne nüfuzunu incelemek verimli bir fotobiyoreaktör tasarımı için önemlidir. Bu çalışmada, mikroalg türü olan Chlorella Variabilis’in büyümesine ışık şiddetinin etkisi bölümlendirilmiş bir fotobiyoreaktör sisteminde incelenmiştir. En yüksek büyüme hızı (0.037 h-1)ve hücre derişimi (0.30 gdw/L) için ideal ışık şiddeti aralığı 17-36 klüks olarak bulunmuştur, daha düşük ışık düzeyleri büyüme hızı ve hücre derişimini önemli ölçüde düşürmektedir. Fotoinhibisyon 36 klüks üzerindeki ışık şiddetlerinde açıkça gözlenmiştir. En yüksek büyüme hızının %95’ini sağlayabilecek en yüksek fotobiyoreaktör derinliği 8 cm olarak belirlenmiştir

Keywords

• Chlorella variabilis, Fotobiyoreaktör, Işık şiddeti

References

1. Chisti Y. Biodiesel from Microalgae, Biotechnology Advances, Vol. 25, 2007, pp.294– 306.
2. Park KH, Lee CG. Optimization of Algal Photobioreactors Using Flashing Lights, Biotechnology and Bioprocess Engineering, Vol. 5, 2000, pp.186-190.
3. Lee CG. Calculation of Light Penetration Depth in Photobioreactors, Biotechnol. Bioprocess Eng., Vol. 4, 1999, pp.78-81.
4. Kunjapur AM, Eldridge RB. Photobioreactor Design for Commercial Biofuel Production from Microalgae, Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 49, 2010, pp.3516–3526.
5. Mussgnug JH, Thomas-Hall S, Rupprecht J, Foo A, Klassen V, McDowall A, Schenk PM, Kruse O, Hankamer B. Engineering Photosynthetic Light Capture: Impacts on Improved Solar Energy to Biomass Conversion, Plant Biotechnol. J., Vol. 5, No. 6, 2007, pp.802– 814.
6. Tredici MR, Zittelli GC. EfŞciency of Sunlight Utilization:Tubular versus Flat Photobioreactors, Biotechnol Bioeng., Vol. 57, No. 2, 1998, pp.187–197.
7. Richmond A. Principles for Attaining Maximal Microalgal Productivity in Photobioreactors: An Overview, Hydrobiologia, Vol. 512, No. 1-3, 2004, pp.33–37.
8. Kumar K, Sirasale A, Das D. Use of I-Image Analysis Tool for the Development of Light Distribution Pattern Inside The Photobioreactor for the Algal Cultivation, Bioresource Technology, Vol. 143, 2013, pp.88-95.