La Digestión Anaeróbica de Las Microalgas Como Un Paso Necesario Para Hacer de Microalgas...

7/21/2019 La Digestin Anaerbica de Las Microalgas Como Un Paso Necesario Para Hacer de Microalgas Biodiesel Sostenible

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LA DIGESTIN ANAERBICA DE LAS MICROALGAS COMO UN PASONECESARIO PARA HACER DE MICROALGAS BIODIESEL SOSTENIBLE

El potencial de las micoal!as como "#ente de $iocom$#sti$les % como #na sol#ci&ntecnol&!ica paa la "i'aci&n del CO( est) s#'eta a intensa in*esti!aci&n acad+mica e

ind#stial, En la pespecti*a de la ceaci&n de c#lti*os masi*os- la !esti&n de !andescantidades de $iomasa esid#al % las altas cantidades de "etili.antes de$en seconsideadas, Anaeo$io la di!esti&n es #n poceso cla*e /#e p#ede esol*e este temade los esid#os- as0 como el $alance econ&mico % ene!+tico de tales #na tecnolo!0apometedoa, De 1ec1o- la con*esi&n de la $iomasa de al!as desp#+s de la e2tacci&nde l0pidos en metano es #n poceso /#e p#ede ec#pea m)s ene!0a /#e la ene!0a delos l0pidos cel#laes, Tes c#ellos de $otella pincipales son identi"icados a di!eimicoal!as, En pime l#!a- la $iode!ada$ilidad de micoal!as p#ede se $a'adependiendo tanto de la $io/#0mica la composici&n % la nat#ale.a de la paed cel#la, Acontin#aci&n- los es#ltados altos contenido de pote0nas cel#laes en la li$eaci&n deamoniaco /#e p#ede cond#ci a la to2icidad potencial, Po 3ltimo- la pesencia de sodio

paa las especies mainas tam$i+n p#ede a"ecta al endimiento di!esto, Pe tatamiento"0sico4/#0mico- co4di!esti&n- o el contol de la composici&n $#ta son estate!ias /#ep#eden a#menta si!ni"icati*amente % de manea e"iciente el endimiento de con*esi&nde la mateia o!)nica de al!as en metano, C#ando el contenido de l0pidos de c+l#las noe2ceda del 567- la di!esti&n anae&$ica de toda la $iomasa paece se la estate!ia&ptima en #na $ase de $alance de ene!0a- paa la ec#peaci&n ene!+tica de la $iomasacel#la, Po 3ltimo- la capacidad de +stos CO( el cons#mo de micoal!as paa p#i"ica %concenta $io!)s metano se disc#te,


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1. Introduccin

El potencial de los micoo!anismos "otosint+ticos como #na altenati*a paa lapod#cci&n de $iocom$#sti$les- '#nto con s# potencial como #n pometedo tecnolo!0apaa la "i'aci&n del CO( es #n tema de !an inte+s 8C1isti- (669- (66:; Li et al (66:>?


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Cin+tica de estos pocesos de de!adaci&n anaeo$ia es altamente dependiente tantoso$e la de!ada$ilidad especies- as0 como el medio am$iente condiciones-e*ent#almente es#ltantes en *aias "acciones 8anden$o#cFe % La!ea#- (669>?; C1en % Osald- =>>:>?


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popoci&n de pote0nas es caactei.ado po #n $a'o C N especialmente si se compaacon las plantas teestes,

Esta elaci&n tiene #n pomedio de =6-( po micoal!as de a!#a d#lce mientas /#e es ?paa las plantas teestes 8Else et al,- (666:; Lead$eate-

(66?


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O$*iamente- en el caso en el /#e los l0pidos son e2ta0dos de las al!as antes la di!esti&n-el potencial de endimiento de metano es meno- mientas /#e la li$etad amonio ess#peio 8e Ta$la 5


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C#al/#iea de #na $iomasa m#lti espec0"ica se cosec1a de #n a!#a esid#al estan/#e detatamiento 8C1en- =>:9; C1en % Osald- =>>:; en % B#ne- (669:?:9< /#e encont& #n m)2imo la pod#cti*idad de metanoa 56 C,

(,,(, Tiempo de etenci&n 1id)#lica % *elocidad de ca!a

El tiempo de etenci&n 1id)#lica % s&lido 8HRT % SRT< son cla*e pa)metos en lospocesos anae&$icos, De$en se lo s#"icientemente alto como paa pemiten /#e laspo$laciones acti*as pemane.can en el eacto- especialmente metan&!enos- % no paa

limita la 1id&lisis- /#e es !enealmente el limitaci&n de paso de la con*esi&n !lo$al des#statos comple'os paa metano, En el caso de los contaminantes o!)nicos comple'oslentamente de!ada$les- HRT es #n "acto decisi*o 8Speece- =>>?


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"#ncionamiento, Esto e*ela #na $#ena calidad de con*esi&n de la mateia o!)nica deal!as en metano,

Ta$la

Los e2peimentos con la di!esti&n anaeo$ia de especies de micoal!as % lodo de al!asJcaacte0sticas del s#stato- el endimiento de metano % las condiciones del poceso,

A Temperatura.

B Tiempo de retencin hidrulica.

C Reactor contino de tanque agitado.D Estimado a partir de los datos que figuran en L C!gD"# $ % utili&ando una relacinD"# ' () de %.* +donde D"# es la demanda qu,mica de o-,geno.

El "acto m)s impotante e impactante es CH5 popoci&n en el $io!)s es el pH- /#econtola la especiaci&n del sistema de ca$onato % la li$eaci&n de CO(, Si el pH es alta-de$ido a la alta alcalinidad de NH li$ea- a contin#aci&n- el contenido de !as lo 1a)cam$ia m)s a CH5, El estado de o2idaci&n de la $iomasa- /#e imp#lsa la popoci&n demetano li$eado 8*+ase la Ec, 8::


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, Las in1i$iciones ind#cidas po micoal!as como s#stato

Dos "actoes p#eden tene #n impacto si!ni"icati*o en el endimiento de metano % en lapod#cti*idad- ind#ci #na in1i$ici&n de al!#nos de los anae&$ica po$laciones$acteianas, Po #n lado- el alto contenido de pote0na de la $iomasa de al!as cond#ce a#na li$eaci&n ele*ada de amonio- lo /#e in1i$e la mico"loa anaeo$ia, Po oto lado- en

el caso de las especies mainas- altas concentaciones de sodio p#eden altea el pocesoanae&$ico,

,=, To2icidad de amonio

Se!3n lo descito po la Ec, 8=:5; An!elidaFi % A1in!- =>>


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lo in"omado po Gol#eFe et al, 8=>9


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tempeat#a- la d#aci&n de la- concentaci&n de s#stato tatamiento % adici&n de1id&2ido de sodio se in*esti!aon, Estos petatamientos me'oado la pod#cci&n de !asmetano espec0"ica, La tempeat#a paeci& tene el e"ecto m)s impotante- % la &ptimapetatamiento consisti& en calentamiento a =66 C d#ante : 1 es#ltando en #na

Me'oa del 7 de la pod#cci&n de metano, Sans&n % LeD#% 8=>:a< o$tenido el me'o

endimiento paa S, m)2imos con #na t+mica petatamiento a =6 C % #n pH K ==, Ele'emplo de #na escala completa planta paa la 1id&lisis t+mica de lodos de dep#adoaepotado po epp et al, 8(666


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A Comp#tai.ada con #n *alo calo0"ico del metano de ,? F L,

B Calc#lado con el *alo calo0"ico de col.a c#doJ ?-:9 M t 8 La$ecFas % Sla*insFas-(66>


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estim#lan la s0ntesis en.im)tica /#e tam$i+n p#ede me'oa el endimiento de la di!esti&nanaeo$ia, De 1ec1o- el %en % B#ne 8(669< most& #n a#mento en la acti*idad de lacel#losa estim#lado po la espec0"ica nat#ale.a del papel de desec1o, Po$a$lementet#*o #n e"ecto positi*o so$e la la di!esti&n de las paedes cel#laes de al!as % po lotanto en la di!esti&n anaeo$ia s0 mismo, inalmente- codi!esti&n cond#ce a la dil#ci&n decietos t&2icos comp#estos /#e mantienen $a'o s# #m$al t&2ico,

, Bio!)s p#i"icaci&n

otos0ntesis a#t&to"a de micoal!as s#pone #n contin#o

Coloado ( el cons#mo d#ante la "ase de la l#., Esta *en4 popiedad samente se@ala aestos o!anismos de )pido cecimiento como #na pometedoa tecnolo!0a paa el CO("i'aci&n 8Li et al- (66:;,, Qan! et al- (66:?6< demostaon la *ia$ilidad de la miti!aci&n de los e"l#entes de !ases es#ltantes de#na planta de ene!0a con #na alta tasa de estan/#e, Adem)s- la adici&n de CO( en losestan/#es de al!as me'oa de al!as de cecimiento 8Olai.ola- (66; Do#c1a et al,- (66>>; Mandeno et al,-(66; He#$ecF et al,- (669>< e*al#aon la capacidad de #na c#lt#a de

At1ospia sp, Paa "ilta #n $io!)s es#ltante de la di!esti&n de mela.a de #na e"ine0ade a.3ca, El $io!)s in"l#%entes "#e comp#esta de al 9=7 de CH5, Una *e. /#e lac#lt#a de micoal!as se 1a$0a "iltado el $io!)s- la concentaci&n de metano se 1a$0aincementado 1asta el ::4>97 CH5mientas /#e el CO( 1a$0a dismin#ido a (, 1asta==,7 de CO(, En oto est#dio- 8Mandeno et al,- (66 < Un po.o de conta4coiente se#tili.a paa el tatamiento de #na $io!)s sint+tico comp#esto con ?67 de N( % 567 deCO(, Una dismin#ci&n del >67en CO( se o$se*&- mientas /#e el o20!eno pod#cido noe2cedi& de ?7,

inalmente- el contenido de !as de nit&!eno se incement& 1asta el >7,

El $io!)s pod#cido a pati de la di!esti&n anae&$ica de mateia o!)nica es comp#estopincipalmente de metano % di&2ido de ca$ono- sino tam$i+n en #na m)s pe/#e@a"acci&n- de s#l"#o de 1id&!eno- de dinit&!eno- di1id&!eno % ota comp#estos *ol)tiles8Rasi et al,- (669


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concentaciones- s# estado % la pesencia de ota comp#estos in1i$idoes, Al!#nasespecies tienen #na ma%o toleancia 1acia NO2 % entonces 2 componentes 8Mic1iFi-=>>; C1ae et al,- (66?


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n#tientes % ec#pea adicional adem)s ene!0a a ta*+s de metano, Sin em$a!o- estaopeaci&n no se stai!1t"o4sala % tes aspectos pincipales de$en se consideadosJ

=4 En el caso de las al!as mainas- el sodio p#ede in1i$i anae&$ica la di!esti&n, Sinem$a!o- esta c#esti&n %a 1a sido a$odada % $acteias adaptadas paecen se e"iciente,

(4 La li$eaci&n de nit&!eno es t&2ico en altas concentaciones, Este e"ecto de$e see2ace$ado si el pH a#menta, Paa contola % limita el ies!o de desesta$ili.a elpoceso anae&$ico po amon0aco li$e- *aios estate!ias 1an sido in*esti!ados, Acodi!esti&n micoal!as con #n nit&!eno mal s#stato p#ede se #na esp#esta a estepo$lema, La se!#nda esp#esta se0a la #tili.aci&n de especies con #na ma%o elaci&n C N- % aplica condiciones de c#lti*o /#e ma2imi.an esta elaci&n, Sin em$a!o laestate!ia de$e adaptase- dependiendo de si los l0pidos tienen sido ec#peado en #naetapa pelimina,

4 Si el contenido de l0pidos de c+l#las no s#pee el 567- el anae&$ico poceso paecese la estate!ia &ptima en #n $alance de ene!0a $ase- paa la ec#peaci&n ene!+ticade la $iomasa cel#la,

En este est#dio se '#sti"ica la e2ploaci&n del potencial de la diecta escenaio- sinec#peaci&n de los l0pidos- % o"ece n#e*as moti*aciones a identi"ica con m)s pecisi&nel #m$al $a'o el c#al el contenido de l0pidos ec#peando el aceite no es m)s ele*antedesde el p#nto de *ista ene!+tico,

E2plo& 1ace #nos cinc#enta a@os- el poceso de inte!aci&n pometedoa di!esti&nanaeo$ia de acoplamiento % la c#lt#a de micoal!as meecen s#spensi&n los es"#e.osde in*esti!aci&n % de desaollo contenidas % po$a$lemente es#!i) en los p&2imosa@os- %a sea como #n paso o$li!atoio paa apo%a a !an escala c#lti*o de micoal!as ocomo #n poceso de pod#cci&n de $ioene!0a independiente,

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