Flocculation with Chitosan of Microalgae Native of the Colombian Plateau. (Floculación con quitosano de las microalgas nativas de la altillanura Colombiana.)

Abstract

Abstract

Microalgae are an attractive feedstock for biofuel production. Low harvesting cost upholds the use of
flocculation as initial dewatering step. Two freshwater microalgae (Chlorella sp. and Scenedesmus sp.)
native from the Colombian plateau, with low/medium biomass concentrations, were selected for this study. The effects of pH, Z-potential and flocs size in dictating the behavior of chitosan as flocculant, were evaluated. This study found that the optimal flocculation efficiency of microalgae was determined at pH 7.0, besides the zeta-potential was positively correlated with the flocculant dose. The zeta-potential increases positively with a flocculant dose. The Chlorella sp. is smaller than the Scenedesmus sp. but requires a little more dose of flocculant, this aspect is due to the nature of the flocculant solution and not the size of the studied microalgae. It was observed that for Chlorella sp., chitosan coagulation shifted the flocs size from 2-4 μm to 70-80 μm, with 1.0 ml of the 40 ppm chitosan solution. The flocculation with chitosan can yield compact flocs and accelerate the settling. For Scenedesmus sp. the flocs size was shifted from 3-4 μm to 60-70 μm and less percentage in the flocs volume. Flocculation response of the microalga Scenedesmus sp. is different in comparison to that of Chlorella. The flocculant dose required is greater, although the percentage of flocculation is also higher and the flocs size is only slightly larger. Further work is needed to confirm these observations.

Resumen

Las microalgas son unas atractivas cepas de pienso para la producción de biocombustibles. Los bajos costos para cosecharlas, soportan el uso de la floculación como paso inicial para la extracción del agua. Dos tipos de microalgas de aguas frescas: Chlorella sp., Scenedesmus sp., nativas de la meseta colombiana, con una concentración de biomasa baja/media, fueron seleccionadas para este estudio. Se evaluaron los efectos potenciales del pH, Z y los tamaños de los flóculos, en la determinación del quitosano como floculante. Este estudio halló que la eficiencia óptima para la floculación de las microalgas se logra con un pH 7.0, además, el potencial zeta fue correlacionado positivamente con una dosis del floculante. La Chlorella sp., es menor que la Scenedesmus sp., pero requiere una dosis un poco mayor de floculante, este aspecto se debe a la naturaleza de la solución floculante y no al tamaño de las microalgas estudiadas. Se observó que para la Chlorella sp., la coagulación del quitosano cambiaba los tamaños de las madejas, de 2-4 µm a 70-80 µm, con 1.0 ml de la solución de quitosano 40 ppm. La floculación con quitosano puede producir flocs compactos para una operación más rápida. Para la Scenedesmus sp., las dimensiones de los flóculos cambiaron de 3-4 µm a 60-70 µm y menor porcentaje en el volumen de los flocs. La respuesta de floculación de la microalga Scenedesmus sp., es diferente a la Chlorella. La dosis requerida de floculante es mayor, aunque el porcentaje de floculación es más elevado y las dimensiones de los flóculos solo son un poco mayores. Se requiere más trabajo para confirmar estas observaciones.