Implementación de la metodología de síntesis y análisis de procesos a la etapa de cosecha de microalgas para la producción de biodiesel

Yeimmy Yolima Peralta- Ruiz


DOI: http://dx.doi.org/10.15665/rp.v10i1.405

Resumen


Las microalgas son la materia prima más promisoria para la producción de biodiesel ya que alcanzan contenidos
de hasta un 80% en peso seco de aceites o carbohidratos dependiendo de la especie, que pueden ser utilizado en
la producción de biocombustibles, además requieren menos superficie para su cultivo en comparación con otras
materias primas como el maíz y la soya. En este trabajo se aplicó la metodología de síntesis y análisis de procesos
(ASP) a la etapa de cosecha del proceso de producción de biodiesel a partir de microalgas. Se realizó una revisión
bibliográfica de las alternativas para cosechar microalgas luego se evaluó y seleccionó el mejor método de acuerdo
a los criterios categorizados desde el punto de vista económico, impacto ambiental, seguridad, flexibilidad y controlabilidad.
Posteriormente se realizaron balances de masa y energía y se estimó costos energéticos, de materia
prima y de cosecha. Finalmente se determinó que la aplicación de un sistema de floculación química con agitación
hidráulica sería un método promisorio para cosechar microalgas en procesos a gran escala, con un requerimiento
energético de 21.88 kwh/ton de biomasa, un costo por materia prima de $ US 2345.2/h y un costo de recolección
de la biomasa de $US 0.06/m3 de caldo de cultivo.


Palabras clave


análisis y síntesis de procesos; microalgas; cosecha; biodiesel; floculación; energía

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Referencias


Hallenbeck, P.C., Benemann, J.R. Biological hydrogen

production: fundamentals and limiting processes. Int. J.

Hydrogen Energ., 27, 1185–1193, 2002.

Chun-Yen Chen, Kuei-Ling Yeh, Rifka Aisyah, Duu-Jong

Lee, Jo-Shu Chang. Cultivation, photobioreactor design and

harvesting of microalgae for biodiesel production: A critical

review. Bioresource Technology., 102, 71-81, 2011.

Chisti, Y. Biodiesel from microalgae. Biotechnology Advances.,

, 294–306. 2007.

Grima ME, Belarbi EH, Fernandez FGA, Medina AR,

Chisti Y,. Recovery of microalgal biomass and metabolites:

process options and economics. Biotechnology Advances.,

(7-8),491–515. 2003.

Uduman, N., Qi, Y., Danquah, M.K., Forde, G.M.,

Hoadley, A., Dewatering of microalgal cultures: a major

bottleneck to algae-based fuels. J. Renewable Sustainable

Energy., 2, 01270, 2010.

Knuckey, R.M., Brown, M.R., Robert, R., Frampton,

D.M.F. Production of microalgal concentrates by flocculation

and their assessment as aquaculture feeds. Aquacultural

Engineering., 35, 300–313. 2006.

Liam Brennan, Philip Owende. Biofuels from microalgae-

A review of technologies for production, processing,

and extractions of biofuels and co-products. Renewable and

Sustainable Energy Reviews., 14, 557-577, 2010.

Brennan, L., Owende, P,. Biofuels from microalgae – a

review of technologies for production, processing, and extractions

of biofuels and co-products. Renew. Sust. Energ.

Rev., 14,557–577, 2010.

Mohn FH,. Experiences and strategies in the recovery

of biomass in mass culture of microalgae. In: Shelef G,

Soeder CJ, editors. Algal biomass. Amsterdam: Elsevier.,

–571, 1980.

Chen, Y.M., Liu, J.C., Ju, Y.H., Flotation removal of

algae from water. Colloid. Surface.,12,49–55, 1998.

Mollah, M.Y.A., Morkovsky, P., Gomes, J.A.G., Kesmez,

M., Parga, J., Cocke, D.L. Fundamentals, present and

future perspectives of electrocoagulation. J. Hazard. Mater.,

:199–210, 2004.

Knuckey, R.M., Brown, M.R., Robert, R., Frampton,

D.M.F. Production of microalgal concentrates by flocculation

and their assessment as aquaculture feeds. Aquacultural

Engineering., 35, 300–313, 2006.

E. Molina Grima, E. -H. Belarbi, F. G. Acién Fernández,

A. Robles Medina, Yusuf Chisti. Recovery of microalgal

biomass and metabolites: process options and economics.

Biotechnology Advances., 20,491-515, 2003.

Nyomi Duman, Qui Ying, Danquah Michael K, Forde

Gareth M y Hoadley Andrew,. Dewatering of microalgal

Cultures: A major bottleneck to algae-based fuels. Journal

of renewable and sustainable energy., 2,012701, 2010.

Harith Tuan Zuharlida, Yusoft Fatimah Mohd, Mohamed

Mohd Shamzi, Sheriff Mohamed, Din Mohamed

y Ariff Arbakariya B,. Effect of different flocculants on the

flocculation performance of microalgae ,Chaetoceros calcintrans

, cells . African journal of biotechnology., 8 (21), 5971-

, 2009.

Bosma Rouke, Van Spronsen Wilm A., Tramper Johanes

y Wijffels Rene H,. Ultrasound, a new separation

technique to harvesting microalgae .Journal of applied

Phycology., 15 (2-3),143-153, 2003.

Ryan Davis, Andy Aden, Philip T. Pienkos,. Technoeconomic

analysis of autotrophic microalgae for fuel production,

journal of Applied Energy., 88,3524-353, 2011.

Anna L. Stephenson, Elena Kazamia,, John S. Dennis,

Christopher J. Howe, Stuart A. Scott, and Alison G.

Smith. Life-Cycle Assessment of Potential Algal Biodiesel

Production in the United Kingdom: A Comparison of Raceways

and Air-Lift Tubular Bioreactors. Journal of Energy

Fuels., 24 (7),4062–4077, 2010.

ENOHSA ENTE NACIONAL DE OBRAS HÍDRICAS

DE SANEAMIENTO. Floculación. (2001).Disponible desde

ENOHSa%20Floculacion.pdf>. [Acceso 5 de marzo

del 2011].

Andrew K. Lee, David M. Lewis, Peter J. Ashman,.

Energy requirements and economic analysis of a full-scale

microbial flocculation system for microalgae harvesting.

Journal of Chemical Engineering Research and Design.,88

(8), 988-996, 2010.

Crane. Flujo de fluidos en válvulas, accesorios y tuberías.,

McGraw-Hill, México,1988.

Peters, M., Timmerhaus, K. and West, R. Plant Design

and Economics for Chemical Engineers, McGraw-Hill, New

York, 2003.

Perry, R., Green, D. and Maloney, J. Perry’s. Chemical

Engineer’s Handbook., McGraw-Hill., New York, 1997.

Haarhoff, J,. Design of around-the-end hydraulic flocculators.

J Water SRT – Aqua., 47,142–152, 1998.

Lee, A., Lewis, D. and Ashman, P,. Microbial flocculation,

a potentially low-cost harvesting technique for marine

microalgae for the production of biodiesel. Journal of

Applied Phycology., 21,559–567, 2009.

Industrial equipment custom manufactured (INGOR).

(2011) Decantadores Centrífugos. Disponible desde

< http://www.ingor.net/DMA%20decantadores.htm>

[Acceso el 10 de junio de 2011].

Gillot, S., De Clercq, B., Defour, D., Simoens, F.,

Gernaey, K. and Vanrolleghem, P.A,. Optimization of

wastewater treatment plant design and operation using

simulation and cost analysis. Citeseer, New Orleans,

USA.,9–13, 2009.

Ingeniería Económica, de Leland Blank y Anthony

Tarquin . Edit. McGraw. Hill., México, 2005.

Mohn, F,. Harvesting of microalgal biomass, in Microalgal

Biotechnology, Borowitzka, M. and Borowitzka, L., Borowitzka,

L, Cambridge University Press., New York, 1988.

Plataforma de comercio electrónico mundial (alibaba.

com).(1999) Decantadores Centrífugos. Disponibles desde

html>

[Acceso 15 de junio de 2011].


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