Bio-speckle for microalgae growth monitoring in laboratory scale photobioreactor

Abstract

espanolLas microalgas, son ampliamente utilizadas en las industrias farmaceutica, cosmetica, en aquellas relacionadas con la prevencion de contaminacion, acuacultura y especialmente en biocombustibles. Debido a su amplio rango de aplicaciones existe un gran interes en el cultivo de microalgas a gran escala. Las tecnicas estandar para la produccion de biomasa algal requieren de su cultivo en medios nutritivos y parametros externos bien definidos tales como condiciones controladas de iluminacion, temperatura y aireacion. La produccion comercial de microalgas es costosa y la adicion de nutrientes a los medios de cultivos contribuye a aumentar el costo. La evaluacion de la calidad de medios de cultivos usando aguas residuales o residuos agroindustriales puede resultar en una via para reducir costos. Este trabajo tiene por objetivo el desarrollo de un metodo no invasivo para monitorear la eficiencia de residuos agroindustriales, previamente tratados, como posibles medios de cultivos a traves del monitoreo diario del crecimiento poblacional de las microalgas. Hemos encontrado que es posible detectar el crecimiento de los microorganismos usando cumulantes estadisticos como una aproximacion numerica para analizar la actividad de patrones de speckle dinamico producidos por muestras de algas Chrorella Vulgaris cultivadas en medio basal Bold. EnglishMicroalgae are widely used in different industries – pharmaceutical, cosmetic, in those dealing with pollution prevention, aquaculture and especially biofuels. Because of the wide range of use, there is an active interest in microalgae large-scale cultivation. Standard techniques for algae biomass production requires cultivation in nutritious culture media, and well-defined external parameters, such as controlled conditions of light intensity, temperature and aeration gas. Commercial production of microalgae is expensive, and the addition of nutrients in culture media contributes to its high cost. The evaluation of the quality of culture media using wastewater effluents or agro-industrial waste can be a way to reduce algal cultures costs. This research aims to develop a noninvasive method for the testing of effectiveness of agro-industrial waste, previously treated, as culture media through daily monitoring of population increase microalgae. We found that it is possible to detect the growth of the microorganisms by using statistical cumulants as numerical approaches for analyzing the dynamic speckle patterns produced by samples of Chrorella Vulgaris algae cultivated in bold basal culture medium.