Autor: David Rodríguez Estupiñán. Tutores: Héctor Mendoza Guzmán Eduardo Portillo Hahnafeld Adelina de la Jara Valido

Transcripción

1 Autor: David Rodríguez Estupiñán Tutores: Héctor Mendoza Guzmán Eduardo Portillo Hahnafeld Adelina de la Jara Valido

2 Cultivos abiertos (raceways) Cultivos cerrados (fotobiorreactores)

3 Comparativa cultivos abiertos (raceways) cultivos cerrados (fotobiorreactores) Raceways FBR tubular Volumen (m 3 ) 103 5,0 Fracción de gas retenido 0,01 0,01 Coeficiente de transferencia de masa (s -1 ) 0,010 0,005 Coeficiente de dispersión (m 2 /s) 0,0001 0,040 Tiempo de mezcla (s) Potencia (W/m 3 ) Pb vol (gl -1 día -1 ) 0,1 1,0 Coste ( /m 3 ) Aspectos claves en el diseño de medios de cultivos de microalgas -Buena exposición a la luz -Correcta gestión en la inyección de CO2.

4 Subíndice (2): Contenido en aceite para especies con un 75 % de aceite. Subíndice (1): Contenido en aceite para especies con un 25 % de aceite.

5 ESPECIES CONTENIDO DE ACEITE (% peso biomasa seca) Botryococcus braunii Chorella sp Crypthecodinium cohni 20 Cylindrotheca sp Dunaliella primolecta 23 Isochrysis sp Monallanthus salina 20 Nannochloris sp Nannochloropsis sp Neochloris oleoabundans Nitzschia sp Phaeodactylum tricornutum Schizochytrium sp Tetraselmis suecica 15-23

6 Materia prima Contenido en aceite (% en peso seco) L aceite/ ha año Área usada (m 2 año/kg biodiesel) Coste de producción ( /l) Índice de acidez del aceite Rendimiento del aceite Soja ,40-0,60 0,2 90% Colza ,99 2,0 87% Girasol ,62 0,1 90% Aceite ,68 6,1 95% Palma Microalgas ,1 3,96-10,56 8,9 60% *Estimaciones de cultivos en fotobiorreactores

7 Cómo optimizar el proceso y coste de producción de biodiesel? Búsqueda de especies con alto contenido en aceite. Empleo de sistemas de cultivo de alta eficacia y bajo coste. fotobiorreactores?. Optimización y gestión del CO2. Sistema de cosechado (importante) separación de agua de la biomasa algal. Procesos de extracción de aceite.

8 Viabilidad a corto y medio plazo Biorefinería: es una estructura que integra procesos de conversión de biomasa y equipamiento para producir combustibles, energía y productos químicos a partir de la biomasa.

9 Tipos de Fotobiorreactores Fotobiorreactores tubulares horizontales y verticales Fotobiorreactores verticales Placas planas

10 Fotobiorreactor nº 1 Fotobiorreactor tubular inclinado Capacidad litros Diámetro tubos metacrilato 100 mm

11 Fotobiorreactor nº 2 Fotobiorreactor 80 litros Propósito 3 FBR de 80 litros Total 240 litros Precio 200

12 Resultados FICHA FBR GARRAFAS 20 l inóculo + 50 l agua salada Relación 1/2,5 Días Densidad Variación Luz W/m2 26-abr 0, abr 0,164 0, abr 0,248 0, abr 0,354 0, abr 0,442 0,088 0,5 0,4 Relación 1/2,5 Días Densidad Variación Luz W/m2 30-abr 0, may 0,257 0, may 0,312 0, may 0,345 0,033 0,4 0,3 FICHA FBR GARRAFAS 20 l inóculo + 50 l agua salada 0,3 0,2 Fotobiorreactor 0,2 0,1 FBR 70 l 0, abr 27-abr 28-abr 29-abr 30-abr 0 30-abr 01-may 02-may 03-may 04-may 05-may 06-may Primeros resultados buenos progresivamente fueron apareciendo signos de contaminación debido a la pared celular sobre todo en las zonas de conexión entre garrafas se desecha por dificultad en la limpieza limitado a pocos usos.

13 Fotobiorreactor nº 3 Fotobiorreactor 60 litros material pet Posibilidad de reutilizar garrafas para cultivar microalgas -- Nº usos limitado Precio 50

14 Absorbancia Resultados 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Control FBR garrafas en exterior 05-ago 06-ago 07-ago 08-ago 09-ago FBR 1 FBR 2 FBR 3 FBR 4

15 Fotobiorreactor nº 4 Fotobiorreactor sumergido en laguna objetivo aumentar la durabilidad de material de goma transparente -- Inconveniente: difícil limpieza

16 Fotobiorreactor nº 5 Fotobiorreactor 80 litros material metacrilato diámetro 300 mm fácil limpieza

17 Absorbancia Absorbancia Resultados en cámara de cultivo Cámara de cultivo 24/06 a 28/06 Cámara de cultivo 16/07 a 19/07 0,75 0,75 0,7 0,65 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45 0,4 0, ,55 0,45 0,35 0, ,3 24-jun 25-jun 26-jun 27-jun 28-jun 0,15 16-jul 17-jul 18-jul 19-jul Resultados en cámara de cultivo gráfica izquierda flujo CO2 12 horas día y gráfica derecha flujo de CO2 24 horas día

18 Absorbancia Resultado en invernadero 0,54 Control FBR en exterior 0,49 0,44 0,39 0,34 0,29 0,24 0,19 FBR 1 FBR 2 FBR 3 FBR 4 0,14 0,09 20-ago 21-ago 22-ago 23-ago

19 Absorbancia 0,8 Control de FBR en extrerior 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 FBR1 FBR 2 FBR 3 FBR 4 FBR 5 0,1 27-ago 28-ago 29-ago 30-ago Análisis: mejor crecimiento en exterior (con luz solar) que en cámara de cultivo (agua autoclavada y luz artificial) por lo que se reducen los costes de producción.

20 Raceways o fotobiorreactores? Conclusiones: Tasa de crecimiento en raceways y FBR similar Por qué?: Régimen de temperaturas en Canarias, luz solar?

21 Fotobiorreactores: si o no? Para la puesta en marcha de una planta con Isochrysis galbana. Combinación entre ambos sistemas de cultivo. Inóculo para raceways de a litros. En las instalaciones del ITC se pretende la construcción de 9 FBR de 140 litros de 2 m de altura para poner en marcha m2 de cultivos en raceways.

22 FIN MUCHAS GRACIAS!