مقایسه بین کشت اتوتروف و هتروتروف میکروجلبک ها در تولید سوخت زیستی

میکروجلبک ها میکروارگانیسم های فتوسنتتیک پروکاریوتی یا یوکاریوتی هستند که می توانند به سرعت رشد کنند و به دلیل ساختار تک سلولی یا چند سلولی ساده خود می توانند در شرایط سخت زندگی کنند. میکروجلبک ها می توانند مواد خام برای انواع مختلفی از سوخت های تجدید پذیر مانند بیودیزل، متان، هیدروژن، اتانول را تولید کنند. جلبک بیودیزل گوگرد ندارد و مانند نفت دیزل عمل می کند، در حالی که باعث کاهش تولید گازهای گلخانه ای از ذرات معلق، دی اکسید کربن، هیدروکربن ها، و sox می شود. با این حال انتشار nox ممکن است در برخی از انواع موتور بیش تر باشد. به نظر می رسد میکروجلبک ها تنها منبع بیودیزل تجدیدپذیر هستند که قادر به تامین تقاضای جهانی برای سوخت های حمل و نقل می باشند. علاوه بر این تولید چربی میکروجلبک ها بسیار بالاتر از محصولات کشاورزی روغنی است و همچنین به زمین های زراعی نیاز ندارند. میکروجلبک ها و سوخت های بیودیزل مشارکت امیدوار کننده ای دارند، اما یک تکنولوژی کاملا رقابتی است که انتظار نمی رود تا قبل از پایان این دهه نیز در دسترس باشد، به دلیل نیاز به بازده زیاد و به تلاش بیش تر برای رسیدن به غلظت بیومس بالاتر دارد. جلبک ها می توانند اتوتروف یا هتروتروف باشند برخی جلبک های فتوسنتزی میکسوتروف هستند. کشت های هتروتروف می توانند حجم زیاد بیومس تولید کنند و بازده تولید بالای محیط های کشت، ظاهرا کشت هتروتروف را استراتژی جذاب تری از اتوتروف نموده است. کشت میکسوتروف نیز به عنوان یک استراتژی خوب برای به دست آوردن مقادیر زیاد بیومس نشان داده شده است و نرخ رشد بالا، به علاوه تولید متابولیت های فتوسنتزی از مزایای آن است. کشت فوتوتروف (یعنی در حضور نور و با عمل فتوسنتز) است که اغلب میکروجلبک ها استفاده می کنند، و همچنین ساده ترین روش برای تبدیل مقیاس است. میکروجلبک ها ممکن است انواع مختلفی از منابع کربن آلی را جذب کنند (مثل گلوکز، استات، گلیسرول، فروکتوز، ساکارز، لاکتوز، گالاکتوز و مانوز)، بنابراین از محدودیت نور اجتناب و منجر به بازده بیومس بالاتر می شود. با این حال، محیط های کشت هتروتروف چندین محدودیت اساسی دارند: (1) از گونه های میکروجلبک که می تواند به صورت هتروتروف رشد کند تعداد محدودی وجود دارد، (2) افزایش هزینه های انرژی و هزینه ها با اضافه کردن سوبسترای آلی (3) آلودگی و رقابت با میکروارگانیسم های دیگر (4) مهار رشد به وسیله ی مقدار بیش از حد سوبسترای آلی، و (5) ناتوانی برای تولید متابولیت های ناشی از نور. با این حال، بسیاری از مطالعات اخیر نشان می دهد که محیط های کشت هتروتروف برای تولید طیف گسترده ای از متابولیت های میکروجلبک در تمام مقیاس ها مورد علاقه بیش تری قرار گرفته اند، از مقیاس آزمایشگاهی تا مقیاس صنعتی.