PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE MICROALGAS

Yorman Zambrano silva BIOPROCESOS

Universidad de Pamplona

RECURSOS DE BIOMASA PARA BIOCOMBUSTIBLE

Wood Chips

Sugarcane

Soybean Jatropha

Bagasse from

Sugarcane

CONCEPTOS BÁSICOS

Los biocombustibles son combustibles que se producen orgánicamente

Las microalgas son vegetales acuáticos sin raíz, tallos, hojas o flores. Poseen pigmentos fotosintéticos adicionales a la clorofila.

CONCEPTOS BÁSICOS

Las microalgas son fuentes alternativas de energía que pueden ser cultivadas en agua salada de baja calidad o en aguas residuales cargadas de nutrientes.

Su metabolismo fotosintético es similar al de las plantas superiores.

Éstas poseen un alto contenido de glucolípidos.

BIOPROCESO

1. Cultivo de Microalgas.2. Crecimiento en

Fotobioreactores3. Cosechado de

Microalgas4.  Procesado de Biomasa5.  Producción de

Biocombustible

1. CULTIVO,2 .CRECIMIENTO

Se mezclan agua y otros nutrientes (similares al carbono de las plantas) para alimentar a las algas en donde se siembran y reproducen.

Tienen la ventaja de estar en rangos altos de pH y Temperatura, diversidad de hábitats: agua dulce, salobre, residual,

TIPO DE PRODUCCIÓN DE

MICROALGAS PARA BIODIESEL

SISTEMA DE CULTIVO DE MICROALGAS

El cultivo de algas se clasifica en dos tipos principales: Sistemas Cerrados (Fitobioreactores): 1. Tubular cilindro vertical con sistema air-lift en in-door. 2. Malla con bolsas en in-door y out-door. 3. Masivo tubular horizontal en out-door.

Sistemas Abiertos (Estanquer): 1. Tipo race-way en out-door.

SISTEMAS CERRADOS

1. Tubular cilindro vertical con sistema air-lift en in-door

SISTEMAS CERRADOS

2. Malla con bolsas en in-door y out-door.

SISTEMAS CERRADOS

3. Masivo tubular horizontal en out-door.

SISTEMAS ABIERTOS

3. Tipo race-way en out-door

MICROORGANISMOS EMPLEADOS EN EL PROCESOMicroalga Contenido de aceite (% peso-seco)

Botryococcus braunii 25-75

Chlorella protothecoides 28-32

Crypthecodinium cohnii 20

Cylindrotheca sp. 16-37

Dunaliella primolecta 23

Isochrysis sp. 25-33

Monallanthus salina >20

Nannochloris sp. 20-35

Nannochloropsis sp. 31-68

Neochloris oleoabundans 35-54

Nitzschia sp. 45-47

Phaeodactylum tricornutum20-30

Schizochytrium sp. 50-77

Tretraselmis suecica 15-23

Chlorella protothecoides

Para la producción de biodiesel, implica la fermentación heterotrófica de Chlorella protothecoides con glicerol.El gliceron (subproducto de la Transesterificación) actúa como fuente de carbono en el medio de cultivo empleado para que las microalgas crezcan.

Chlorella protothecoidesEs “acumuladora” de

aceite usando el glicerol como alimento.Los expertos utilizan la reacción de Transesterificación directa de biomasa microalgal húmeda.El principal producto de los residuos procedentes de la producción de biodiesel. “Grupo de Biotecnología de Microalgas Marinas liderado por el profesor

Emilio Molina Grima en la planta piloto de producción de microalgas en la Universidad de AlmeríaUniversidad de Alcalá”

3. COSECHADO.

Se refiere a la concentración de la suspensión celular de micro algas hasta lograr una “pasta gruesa” conocida como pasta de algas.

1) Filtración 2)Centrifugación 3)Flotación 4)Floculación

“Debe ser eficiente”

4. PROCESADO DE BIOMASA

El bioproceso de la extracción puede realizarse por dos métodos:

1. Métodos mecánicos:

• Prensa mecánica• Extracción asistida por ultrasonido

2. Métodos químicos:

• Extracción por solvente (hexano)• Método Soxhlet (extracción por arrastre con vapor)• Extracción por fluido supercrítico (CO2)

5. PRODUCCION DE BIODIESEL

La producción de Biodiesel a partir de crudo verde se da por Transesterificación de los glucolípidos de las algas.

Donde queda como residuo la glicerina y biomasa.

BIBLIOGRAFÍA

DIAGRAMA DE PROCESO

COMPARACIÓN DE PROPIEDADES DEL BIODIESEL

PROPIEDADES DE ALGAS DE PETRÓLEO

Densidad (Kg l-1) 0.864 0.838

Viscosidad (Pa S) 5.2x10-4 (40ºC) 1.9-4.1x10-4 (40ºC)

Flash point (ºC) 115 75

Punto solidificación (ºC) -12 -50,-10

Cold filter plugging point(ºC) -1 -3.0(-6.7 max)

Valor acido (mg KOH g-1) 0.374 0.5 max

Valor Calor (MJ kg-1) 41 40-45

Razon H/C 1.18 1.81

VENTAJAS

Alta eficiencia fotosintética

Alta producción de biomasa.

Diversidad de hábitats: agua dulce, salobre, residual.

Amplio intervalo de T° y pH.

Cultivo independiente de la calidad de la tierra – uso de cambio de suelos.

Alto porcentaje de aceite. 

DESENTAJAS

El contenido energético es menor que el del Diesel.

Aún no está completamente desarrollado a escala industrial.

Presenta problemas de fluidez y congelamiento a bajas temperaturas (<0°C).

Debe producirse en lugares con alta energía.

Posee costo elevado.

BIBLIOGRAFÍA

• LOERA-QUEZADA, M.; OLGUÍN, Eugenia J. Las microalgas oleaginosas como fuente de biodiesel: retos y oportunidades. Rev. Latinoam. Biotecnol. Amb. Algal, 2010, vol. 1, no 1, p. 91-116.

• DÍAZ, T. E. Algas. S. CAÑADA, ed.). Apéndice de la Gran Enciclopedia Asturiana, 1981, vol. 15, p. 30-32.

• ACOSTA, Orlando; CHAPARRO-GIRALDO, Alejandro. Biofuels, food security and transgenic crops. Revista de Salud Pública, 2009, vol. 11, no 2, p. 290-300.

• ACOSTA, Orlando; CHAPARRO-GIRALDO, Alejandro. Biocombustibles, seguridad alimentaria y cultivos transgénicos. Revista de Salud Pública, 2009, vol. 11, no 2, p. 290-300.

PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE MICROALGAS

GRACIAS