NantilusKinetic study of biomass and hydrocarbon production in chemostat cultures of the microalga Botryococcus braunii : a physiological approach
L'espèce Botryococcus braunii a la propriété d'accumuler des quantités importantes d'hydrocarbures à longue chaîne. L objectif est d'étudier les effets de variables opératoires en photobioréacteur sur les productivités en biomasse et hydrocarbures de cultures continues de deux so...
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| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | anglais |
| Titre complet : | Kinetic study of biomass and hydrocarbon production in chemostat cultures of the microalga Botryococcus braunii : a physiological approach / Jian Jin; sous la direction de Jack Legrand ; co-encadrants de thèse Catherine Dupré et Dominique Grizeau |
| Publié : |
2016 |
| Description matérielle : | 1 vol. (207 p.) |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Sciences pour l ingénieur, génie des procédés : Nantes : 2016 |
| Disponibilité : | Publication autorisée par le jury |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduit comme:
Kinetic study of biomass and hydrocarbon production in chemostat cultures of the microalga Botryococcus braunii |
| Résumé : | L'espèce Botryococcus braunii a la propriété d'accumuler des quantités importantes d'hydrocarbures à longue chaîne. L objectif est d'étudier les effets de variables opératoires en photobioréacteur sur les productivités en biomasse et hydrocarbures de cultures continues de deux souches de B. braunii, l une de race A et l autre de race B accumulant respectivement soit des alkadiènes et alkatriènes soit des botryococcènes. Les deux principaux hydrocarbures contenus dans la biomasse de la souche de race A SAG 30.81, sont identifiés comme étant le nonacosadiene et l hentriacontadiene. L analyse d états stationnaires successifs montre que ses productivités en biomasse et hydrocarbures sont pH-dépendantes avec un optimum à pH 6.5, effet corrélé à la concentration résiduelle en CO2 (aq) des cultures. Par contre, le taux de croissance spécifique, le flux lumineux et l approvisionnement en azote ne modifient pas les teneurs en hydrocarbures. Les données répondent au modèle de Luedeking-Piret, confirmant que les cinétiques de production des hydrocarbures sont principalement associées à la croissance des cultures et à une surproduction en lipides intracellulaires, indépendamment du taux d azote du milieu de culture ou du flux lumineux. Les productivités en biomasse, hydrocarbures et lipides intracellulaires sont plus élevées avec la souche de race B BOT 22. Les teneurs significativement plus élevées en acides gras totaux et en acide oléique de la souche SAG 30.81 semblent indicatrices des voies différentes de biosynthèse des hydrocarbures des deux souches. Ces caractéristiques physiologiques sont discutées dans la perspective de la sélection de conditions optimales d exploitation. The microalgal species Botryococcus braunii is attracting particular interest due to its ability to accumulate large amounts of long-chain hydrocarbons in an extracellular matrix. This study aimed to investigate the effects of operative factors on biomass and hydrocarbon production of two strains within the continuous cultures at successive steady-states in a controlled PBR. A comparative study was carried out on a race A strain and a race B strain, accumulating respectively either the alkadienes and alkatrienes or botryococcenes hydrocarbons.The predominant hydrocarbons in the race A strain SAG 30.81 were determined as nonacosadiene and hentriacontadiene. Its biomass and hydrocarbon productivities were shown to be pH-dependent with an optimum at pH 6.5. This effect was related to the dissolved CO2 concentration. Data from successive steady-states confirmed, according to the Luedeking-Piret model, that the hydrocarbon production is mainly growth associated, whatever nitrogen conditions. By contrast, the hydrocarbon content was relative constant irrespective of growth rates, light intensity and nitrogen conditions. Intracellular lipids were overproduced even in nitrogen sufficient conditions at high specific light supply. Higher biomass, hydrocarbon and lipids productivities were obtained with the race B strain BOT 22 than with the race A strain SAG 30.81. The total fatty acids and oleic acid contents in race A were significantly higher than in race B, supporting their respective hydrocarbons biosynthesis pathways. These physiological features are discussed in view of the selection of optimal operative conditions for efficient hydrocarbon production by microalgae. |
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| Variantes de titre : | Etude cinétique des productions de biomasse et d hydrocarbures dans des cultures de la microalgue Botryococcus braunii en mode chemostat : une approche physiologique |
| Notes : | Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur, Géosciences, Architecture (SPIGA) (Nantes) Partenaire de recherche : Laboratoire de Génie des procédés environnement agro-alimentaire (GEPEA) (UMR 6144) (Saint-Nazaire ) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Alain Couté (Président du jury) ; Makoto Watanabe (Membre du jury) ; Carole jouve, Catherine Beal (Rapporteurs) |
| Bibliographie : | Bibliogr. p.181-204 |