An Investigation on the Optimized Production of a Microalgae-Based Biopolymer Using a Novel Media Composition for Chlorella Vulgaris

Abstract

Üre ile ticari NPK gübresi içeren yeni bir kültür ortamı başarıyla yapıldı ve Chlorella vulgaris için optimize edildi ve mikroalg gelişimi için iyi bir potansiyel gösterdi ve elde edilen biyokütlenin maksimum ağırlığı 280 mg/L idi. Ayrıca, elde edilen biyokütle, 50 ml kültür ortamı için %92,9 ∓ 1,322 hasat verimliliğine sahip sentezlenmiş manyetik parçacıklar kullanılarak santrifüjleme ve modifiye edilmiş bir yöntemle başarılı bir şekilde toplandı ve daha sonra geri dönüştürülerek biyoplastik üretiminde kullanıldı. PLA tozu Chlorella vulgaris biyokütlesi ile solvent-döküm yönteminde karıştırılmış ve ilk kez 105°C'de PLA ile Chlorella vulgaris biyokütlesi için iki aşamalı tavlama işlemi uygulanmış ve tavlama işlemi yapılmayan bir yöntemle kıyaslanmıştır. Sonuçlar, çekme dayanımının iyileştiğini ve maksimum ortalamanın 15.646 ±1.631 MPa olduğunu gösterdi ve bu, bildiğimiz kadarıyla, solvent döküm yönteminde PLA ile birlikte Chlorella vulgaris kullanılarak elde edilen en yüksek dayanımdır. Ayrıca deniz suyunda biyolojik bozunma gözlenmiş ve üretilen polimer deniz suyunda önemli ölçüde bozunmuştur.

A novel culture media that contains commercial NPK fertilizer with urea was successfully made and optimized for Chlorella vulgaris and it showed a good potential for growing microalgae, and the maximum weight of the obtained biomass was 280 mg/L. Furthermore, the obtained biomass was successfully harvested by centrifugation and a modified way using synthesized magnetic particles with a harvesting efficiency of 92.9% ∓ 1.322 for 50 ml culture media and then recycled and utilized in bioplastic production. PLA powder was mixed with Chlorella vulgaris biomass in the solvent-casting method and for the first time, two steps of the annealing process were applied for Chlorella vulgaris biomass with PLA at 105° C, and compared to a method without the annealing process, the results showed improved tensile strength and the maximum average was 15.646 ±1.631 MPa, and as far as we know, this is the highest strength obtained by utilizing Chlorella vulgaris with PLA in solvent casting method. Moreover, biodegradation was observed in seawater, and the produced polymer was significantly degraded in the seawater.