Ajuste experimental y evaluación económica de la extracción HBE de aceite de microalgas para biocombustibles y bioproductos/Experimental adjustment and economic evaluation of HBE microalgae oil extraction for biofuels and bioproducts

Autores/as

  • Angel Darío González-Delgado Universidad de Cartagena
  • Yeimmy Yolima Peralta-Ruiz Universidad Libre seccional Barranquilla
  • Viatcheslav Kafarov Universidad industrial de santander

DOI:

https://doi.org/10.15665/rp.v14i2.650

Palabras clave:

biocombustibles, Evaluación económica, Microalgas

Resumen

El aumento constante en los precios de los combustibles fósiles y el impacto ambiental que estos producen ha despertado el interés en nuevas fuentes de energía renovables como el biodiésel a partir de microalgas. Este cultivo energético puede potencialmente competir con los combustibles fósiles, debido al alto contenido lipídico de algunas cepas. El presente trabajo muestra la influencia de las variables temperatura, tiempo y relación biomasa/solvente sobre el proceso de extracción de lípidos de microalgas HBE a escala laboratorio y presenta un análisis preliminar de costos de una planta de producción a escala piloto. Se encontró que las mejores condiciones de operación para la obtención de aceite son un tiempo de extracción de 8 horas, una relación biomasa/solvente de 1/40 y una temperatura de 40 °C, un análisis estadístico de los resultados muestra que la única variable estadísticamente significativa es la relación biomasa/solvente. Por su parte, el análisis preliminar de costos a escala piloto muestra que el precio del aceite para que el proceso sea rentable debe ser aproximadamente 30,5 USD/kg; un valor alto en comparación con los aceites usados convencionalmente en el proceso de producción de biodiésel.

Biografía del autor/a

Angel Darío González-Delgado, Universidad de Cartagena

Doctor en Ingeniería Química. Grupo de investigación en Ingeniería Aplicada para el Desarrollo Sostenible-GINDESA. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Química. Universidad de Cartagena. Cartagena, Colombia.

E-mail: agonzalezd1@unicartagena.edu.co

Yeimmy Yolima Peralta-Ruiz, Universidad Libre seccional Barranquilla

Magister en Ingeniería Química.Facultas de Ingeniería, Programa de Ingeniería Industrial. Universidad Libre, Barranquilla, Colombia.

Viatcheslav Kafarov, Universidad industrial de santander

Doctor Ing. Habil. Centro de Investigación para el Desarrollo Sostenible en Industria y Energía-CIDES. Escuela de Ingeniería Química. Universidad Industrial de Santander. Bucaramanga, Colombia.

Citas

J. Bergthorson, M. Thomson, “A review of the combustion and emissions properties of advanced transportation biofuels and their impact on existing and future engines”, Renewable and sustainable energy reviews, 42, 1393-1417, 2015.

C. González-Fernández, A. Mahdy, I. Ballesteros, M. Ballesteros, “Impact of temperature and photoperiod on anaerobic biodegradability of microalgae grown in urban wastewater”, International Biodeterioration & Biodegradation, 106, 16–23, 2016.

C. Monari, S. Righi, S. Irving, “Greenhouse gas emissions and energy balance of biodiesel production from microalgae cultivated in photobioreactors in Denmark: a life-cycle modelling”, Journal of Cleaner Production. In press, 2015.

D.-Y. Kim, D.Vijayan, R. Praveenkumar, J.-I. Han, K. Lee, J.-K. Park, Y.-K. Oh, “Cell-wall disruption and lipid/astaxanthin extraction from microalgae: Chlorella and Haematococcus”, Bioresource Technology, 199, 300–310, 2015.

C. A. Santos, B. Nobre, T. Lopes da Silva, H.M. Pinheiro, A. Reis, “Dual-mode cultivation of chlorella protothecoides applying inter-reactors gas transfer improves microalgae biodiesel production”, Journal of Biotechnology, 184, 74-83, 2014.

A.L. Ahmad, N.H.M. Yasin, C.J.C. Derek, J.K. Lim, “Comparison of harvesting methods for microalgae chlorella sp. and its potential use as a biodiesel feedstock”, Environmental Technology, 35, 2244-2253, 2014.

A. Guldhe, B. Singh, I. Rawat, K. Ramluckan, F. Bux, “Efficacy of drying and cell disruption techniques on lipid recovery from microalgae for biodiesel production”, Fuel, 128, 46-52, 2014.

R. Halim, T.W.T. Rupasinghe, D.L. Tull, P.A Webley, “Modelling the kinetics of lipid extraction from wet microalgal concentrate: A novel perspective on a classical process”, Chemical Engineering Journal, 242, 234-253, 2014.

J.J Milledge, S. Heaven, “Methods of energy extraction from microalgal biomass: A review”, Reviews in Environmental Science and Bio/Technology. In press, 2014.

A.E.-F. Abomohra, W. Jin, M. El-Sheekh, “Enhancement of lipid extraction for improved biodiesel recovery from the biodiesel promising microalga Scenedesmus obliquus”, Energy Conversion and Management, 108, 23–29, 2016.

A. González, V. Kafarov, A. Guzmán, “Desarrollo de métodos de extracción de aceite en la cadena de producción de biodiesel a partir de microalgas”, Prospectiva, 7, 53-60, 2009.

JY. Lee, C. Yoo, SY. Jun, CY. Ahn, HM. Oh, “Comparison of several methods for effective lipid extraction from microalgae”, Bioresource Technology, 101, S75-S77, 2010.

A. González, V. Kafarov, “Microalgae based biorefinery: evaluation of oil extraction methods in terms of efficiency, costs, toxicity and energy in lab-scale”, Revista ION, 26, 29-37, 2013.

El Halwagi, “Overview of Process Economics”. En: Sustainable design through process integration: Fundamentals and applications to industrial pollution prevention, resource conservation, and profitability enhancement. USA: Elsevier: 2012. p. 15-61.

J. García, J. Miranda, (2011) Comparación de métodos de extracción de aceite de microalgas a escala laboratorio para la producción de biodiesel. Trabajo de grado Ingeniero Químico, Universidad Industrial de Santander.

H. Lang, “Simplified approach to preliminary cost estimates”, Chemical Engineering, 112–113, 1948.

J. Esquivel (2007) Evaluación económica preliminar de plantas químicas usando Aspen Icarus Process Evaluator. Tesis profesional, Universidad de las Américas Puebla.

Informe UIS-ICP-Morrosquillo (2011) Bioprospección de las microalgas colombianas para la producción de biodiesel. Informe final, Bucaramanga.

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Publicado

2016-06-16