Microalgae: The Basis of Mankind Sustainability

Abstract

Microalgae were the basis of life into the planet, but only recently these microorganisms are exploited at a commercial scale. Thus, the production of pharmaceuticals, cosmetics, feed, and foods from microalgae is today a commercial reality increasing year by year. Additionally, microalgae have been proposed to be used to enhance the sustainability of existing industrial activities, as wastewater treatment and biofuel production. In this way, the utilization of microalgae at a large scale is considered a green revolution in the sustainability of mankind. This chapter is focused on reviewing the real contribution of microalgae to human activities. The last improvements of technologies and its uses, in addition to still existing bottlenecks for the massive exploitation of these microorganisms, are reviewed.

Modelado y control de la producción de microalgas en fotobiorreactores industriales

“…Finalmente, como resultado del proceso de la fotosíntesis, se sintetiza materia orgánica dando lugar a un aumento de la concentración de biomasa y la liberación de oxígeno. Tal y como se expone en (Acién et al, 2017), la producción de microalgas es un proceso que debe ser adecuadamente planeado y realizado, donde las principales etapas del mismo son las siguientes: 1) preparación del medio de cultivo; 2) producción de biomasa en fotobiorreactores; 3) cosechado de la biomasa; 4) tratamiento de aguas para recirculación o vertido; y 5) estabilización de la biomasa o su transformación en productos finales. Cada una de estas etapas posee un papel clave dentro del proceso productivo.…”

“…Desde un punto de vista fotosintético, las microalgas son muy similares a las plantas, pero presentan ciertas diferencias: son microscópicas, con un tamaño de entre 2 y 20 µm; se suelen producir en suspensión en el agua y por tanto no requieren de suelos fértiles para su cultivo; su velocidad de crecimiento es mucho más elevada que las plantas, con unos tiempos de duplicación inferiores a 1 día; su eficiencia fotosintética es muy superior a la de las plantas debido a que carecen de raíces o estructuras de elevado tamaño; y requieren el aporte de elevadas cantidades de nutrientes para maximizar su producción (Acién et al, 2017).…”

“…Actualmente existen más de 30.000 especies de microalgas catalogadas, pero sin embargo menos 100 se han estudiado y no más de 10 cepas son utilizadas para explotación comercial (Acién et al, 2017). El tipo de microalga a utilizar depende de la finalidad de la biomasa resultante en base a los contenidos en pigmentos, alimento, lípidos, etc., o bien por su tolerancia en el tratamiento de aguas residuales.…”

“…A modo de ejemplo, las especies Golenkinia, Chlorella, Spirulina, Ankistrodesmus, Euglena, Navicula, Chlamydomonas, Phormidium, Scenedesmus, Nitzschia y Stigeoclonium son consideradas como aptas para el tratamiento de aguas residuales y su correspondiente producción de biomasa. Muchas de estas especies son además comercialmente interesantes para la alimentación humana y/o animal, la obtención de aceites esenciales y biocombustibles, entre otros fines (Borowitzka, 1999;Acién et al, 2017)…”

“…Gracias a las propiedades proteicas y el contenido en carbohidratos de la biomasa resultante, pueden ser utilizadas para la obtención de productos derivados como biofertilizantes, alimentación animal, alimentación humana y cosméticos, entre otros. Por otro lado, se ha demostrado que estos microorganismos pueden llegar a acumular hasta un 70 % de su peso en lípidos, lo que permite que se puedan transformar en biodiésel mediante el proceso transesterificación directa (Chen et al, 2011;Acién et al, 2017;Patti et al, 2019). De la misma forma, son una solución elegante para el tratamiento de aguas residuales debido a su capacidad de utilizar nitrógeno y fósforo inorgánicos para su crecimiento (Acién et al, 2016).…”