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Sono stati effettuati due diversi esperimenti in cui le colturesono state sottoposte a diverse condizioni di illuminazione(naturale e artificiale) ed è stata determinata la produzione diidrogeno a diversi tempi di coltura. A tal fine sono stateallestite differenti postazioni, ognuna costituita da una scatolacon pareti riflettenti rivestite in alluminio, all’interno dellequali le bottiglie contenenti le colture sono state posizionate(Figura 2).Figura 2: Postazioni di provaMisurazione dell’drogeno prodottoPer la rilevazione dei gas contenuti nelle bottiglie è statoutilizzato un gascromatografo con rilevatore TCD in grado dimisurare la percentuale in termini di concentrazione in volumedi idrogeno (ma anche dell’azoto, dell’ossigeno e dell’anidridecarbonica) presente all’interno dei contenitori di vetro durantel’intero periodo di durata della prova.In ognuno dei due esperimenti effettuati la prima di nmisurazioni è stata condotta al momento dell’inoculo (t 0 =tempo zero).Con T è indicato il periodo di durata totale della prova econ T i l’intervallo di tempo tra una misurazione e l’altra con i= 1… n-1Indicando con x i la percentuale in volume di idrogenorilevata dallo strumento e con vi il volume prelevato dalcontenitore nel corso di ogni misurazione, il volume totale diidrogeno prodotto nel corso della prova V H2 sarà dato da:n 1VH2xprodottoi⋅ vi+ VH 2i 1in cui:VH 2prima= ∑ −=del prelievo i=n∑ − 1i=1x ⋅Viliberoprima del prelievo iCondizioni di coltura nel primo esperimentoNel primo studio C. reinhardtii è stata coltivata parallelamentein terreni con diversa composizione chimica: Tris-acetatephosphate(TAP) con zolfo e TAP privo di zolfo e solfati (15 x10 6 C. reinhardtii in 200 ml di terreno TAP/ bottiglia). Levi(1)(2)colture sono state esposte contemporaneamente a diversetemperature di colore mediante l’impiego di due tipi dilampade fluorescenti a vapori di mercurio con temperature dicolore di 5600 e 2700 K, e una lampada allo xeno con unatemperatura di colore di 6800 K. (Tabella 1)Tabella1. Caratteristiche delle lampade installate nelle trepostazioniTIPO DILAMPADATONALITÀDI LUCEPOTENZANOMINALE(W)Indice di resacromatica R aFlussoluminosoФ(lm)Lunghezza xdiametro(mm)TEMP. DICOLORET C (K)ILLUMIN.E V (lux)Lampadafluorescentea vapori dimercurio(765 BASICOSRAM)Luce biancadiurnaDAYLIGHTLampadafluorescentea vapori dimercurio(865LUMINUXOSRAM)Luce biancatono caldoWARMWHITE3x30 =90 3x30 =90 3570…79 80…89 >901900(63 lm/W)2400(80 lm/W)Lampadaallo xenoULTRAWHITE895x26 895x26 40x76500(valoremisurato5600)3000(valoremisurato2700)2500(70 lm/W)8000(valoremisurato6800)12600 15300 3400Per la sperimentazione svolta sono stati preparati 6campioni codificati in base al tipo di terreno e alla lampadautilizzata.La codifica dei campioni è riportata nella Tabella 2Tabella 2. Codifica dei campioniTipologie di coltureC. reinhardtii interreno senza zolfoC. reinhardtii interreno con zolfoLampade - Tc (K)2700 5600 6800A B CAS BS CSCondizioni di coltura nel secondo esperimentoColture di C. reinhardtii in terreno TAP senza zolfo sono statesottoposte ad illuminazione continua con lampada fluorescentecon Tc= 2700 K e lampada allo xeno e parallelamente le stessecolture sono state esposte alla sola luce del sole.Sono stati preparati 6 campioni codificati in base al tipo diterreno e alla lampada della postazione di prova in cui è statoposizionato il campione.La codifica dei campioni è riportata nella Tabella 3
Tabella 3. Codifica dei campioniTipologia di coltura15 x 10 6C. reinhardtii/200 mlTAP15 x 10 6C. reinhardtii/200 mlTAP15 x 10 6C. reinhardtii/200 mlTAP30 x 10 6C. reinhardtii/400 mlTAP30 x 10 6C. reinhardtii/400 mlTAP30 x 10 6C. reinhardtii/400 mlTAPLampada AfluorescenteT C =2700 K14Tipo di illuminazioneLampada Callo XenoT C =6.800 K25Lucesolare36con Tc= 5600 K). Tali valori sono pari a 15 mmol per ilcampione AS e 7 mmol per il campione BS.Il campione CS (cultura di C. reinhardtii in terreno conzolfo sottoposto ad illuminazione continua con lampada alloxeno) ha presentato un andamento crescente nel tempo durantetutto il periodo di durata della prova raggiungendo un valoremassimo di 7,6 mmol dopo 27 giorni dall’ inoculo.idrogeno prodotto (mmoli)20018016014012010080604020Produzione idrogeno00-205 10 15 20 25 30 35t inoculo (gg)ABCRISULTATIPrimo esperimentoI campioni che hanno dato i migliori risultati in termini diquantità di idrogeno prodotto sono quelli delle colture A e Covvero C. reinhardtii coltivata in terreno senza zolfosottoposto ad illuminazione continua con lampada fluorescentecon Tc=2700 K (coltura A) e con lampada allo xeno conTc=6800K (coltura C)In particolare (Figura 3) per l campione A la quantità totaledi idrogeno prodotto è stata crescente nel tempo finoall’undicesimo giorno dall’inoculo in corrispondenza del qualeè stato raggiunto il valore massimo di 164 mmol.Dall’undicesimo al ventiduesimo giorno dall’inoculo si èregistrato un andamento decrescente e la quantità totale diidrogeno è scesa fino a 96 mmol. Dal giorno 22 al giorno 32 siè registrato un andamento oscillante con valore massimo diidrogeno prodotto di circa 120 mmol.Per il campione C la quantità totale di idrogeno prodotto èstata crescente nel tempo fino al ventesimo giorno dall’inoculoin corrispondenza del quale è stato raggiunto il valoremassimo di 177 mmol. Dal ventesimo al ventiduesimo giornosi è registrato un andamento decrescente e la quantità totale diidrogeno è scesa fino a 105 mmol. Dal giorno 22 al giorno 32si è registrato un andamento oscillante, con valore massimo diidrogeno prodotto di circa 132 mmol.Per quanto riguarda i campioni delle culture in terreno conzolfo (AS, BS e CS) gli andamenti della quantità totale diidrogeno prodotto erano oscillanti durante i primi 11 giornidall’inoculo (Figura 4). Tuttavia è durante tale periodo chesono stati raggiunti i valori massimi per i campioni AS(cultura di C. reinhardtii in terreno con zolfo sottoposto adilluminazione continua con lampada fluorescente con Tc=2700 K) e BS (cultura di C. reinhardtii in terreno con zolfosottoposto ad illuminazione continua con lampada fluorescenteFigura 3: Quantità totale di idrogeno prodotto dalle colture diC. reinhardtii in 200 ml di terreno TAP senza zolfo infunzione del tempo.idrogeno prodotto (m moli)161412108642-2Produzione idrogeno00 5 10 15 20 25 30 35t inoculo (gg)Figura 4: Andamento della quantità totale di idrogeno prodottodalle culture coltivate in 200 ml di terreno TAP senza zolfo infunzione del tempo di inoculoI risultati ottenuti permettono di trarre le seguenticonclusioni:1) a parità di condizioni di illuminazione il terreno di crescitamigliore è risultato essere quello senza zolfo;2) le condizioni di luce più favorevoli per una maggiorproduzione di idrogeno da parte delle colture sono stateASBSCS
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