یکی از مشکلات بیوراکتور غشایی حاوی ریز جلبک، پدیده گرفتگی در آن می‌باشد. محققین گروه مهندسی شیمی دانشگاه تهران به دنبال راهکار حل این مشکل، به بررسی شرایط کشت ریزجلبک؛ میکسوتروف، هتروتروف و فتو اتوتروف و اثر آن بر گرفتگی غشا پرداختند.
مشکل اصلی استفاده از فضای روباز و سیستم‌های بیوراکتور نوری برای کشت و تولید زیست‌توده ریزجلبک این است که در طول فرایند ریزجلبک شسته می‌شود. بیوراکتور غشایی ریزجبلک (MMBR) برای برداشت همزمان ریزجلبک و تصفیه طیف گسترده‌ای از فاضلاب‌های صنعتی و خانگی مطرح است. مشکل استفاده از این بیوراکتور، پدیده گرفتگی غشا است.
غلظت بالای نیتروژن و فسفر در فاضلاب تعادل اکوسیستم آبزی را برهم می‌زند. از سویی دیگر، فاضلاب منبع خوبی از مواد مغذی از جمله نیتروژن و فسفر است که در رشد ریزجلبک مؤثر است. بنابراین ریزجلبک‌ها با مصرف این مواد مغذی و حذف آن، می‌توانند نقش مفیدی در تصفیه فاضلاب ایفا کنند. در این مطالعه از فاضلاب غنی از نیترات به عنوان منبع تغذیه برای رشد ریزجلبک استفاده گردید.
در این مطالعه به بررسی شرایط مختلف کشت ریزجلبک و شناسایی و اندازه‌گیری عواملی از جمله اثر محصولات میکروبی محلول (SMPc) و مواد پلیمری خارج سلولی (EPSp)، اندازه متوسط ذرات و خواص آب‌دوست/ آب‌گریز ریزجلبک و سطح غشا که نقش مهمی در گرفتگی غشا دارند، پرداخته شد.
نتایج حاکی از آن است که میزان گرفتگی غشا با روش کشت میکسوتروف افزایش یافته است؛ که این افزایش در نتیجه افزایش تولید کربوهیدرات در محصولات میکروبی محلول (SMPc) و افزایش پروتئین در مواد پلیمری خارج سلولی (EPSp) رخ داده است. بیشترین میزان مواد پلیمری خارج سلولی با توجه به میزان بالای حذف نیترات در روش میکسوتروف تولید گردید. نتایج این تحقیق نقش عمده، پروتئین و کربوهیدرات را در میزان گرفتگی غشا تأیید کرد.
نرخ تغییرات فشار عبوری از غشا (TMP) در طی کشت ریزجلبک با کشت میکسوتروف و فتو اتوتروف بعد از ۳۱ و ۴۷ روز مشاهده ش؛ در حالی که در کشت هتروتروف بعد از ۵۱ روز به ۱۰ کیلوپاسکال نرسید. هم‌چنین با تجزیه و تحلیل SEM، عنوان شد که درصد عمده‌ای از مقاومت غشا را مقاومت کیک تشکیل شده بر روی غشا در هر سه نوع روش کشت تشکیل می‌دهد.
اندازه متوسط ذرات ریزجلبک، خواص و ویژگی‌های سطحی، به ویژه آب‌گریزی سلول تابعی از غلظت مواد پلیمری خارج سلولی و محصولات میکروبی محلول می‌باشد که با توجه به روش مختلف کشت، تغییر می‌کند. بالا بودن بخش پروتئینی لایه کیک در مقایسه با بخش کربوهیدرات در گرفتگی غشا، افزایش سطح آب‌گریزی غشا را روش کشت، به جز در کشت هتروتروف سبب گردید.
نتایج تلاش این محققین که در مجله معتبر Algal Research انتشار یافته است، نشان داد گرفتگی غشا با سرعت کمتری در کشت هتروتروف، با توجه به بالا بودن خواص آب‌گریزی ریزجلبک رخ داد. هم‌چنین این محققین بیان کردند اگرچه کشت میکسوتروف ریزجلبک کلرلا Chlorella روش مؤثر‌تری برای حذف نیترات و تصفیه فاضلاب است، اما گرفتگی غشا در این روش بالا است.
