Renovables y de carbono neutral biocombustibles son necesarios para el medio ambiente y sostenibilidad económica

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2. Producción de Biodiesel Integrado de microalgas

La clave para la producción a gran escala de biocombustibles es hacer crecer las especies adecuadas de biomasa en un sistema integrado sistema de conversión de la producción de biomasa (IBPCS) a costes que permiten al sistema en general para ser operado en un beneficio. La ilustración de la figura 1 es un modelo conceptual para la producción de biomasa integrada [17] que se pueden adoptar para la producción de biodiesel de microalgas. El diseño de un IBPCS requiere el combinación y optimización de varios factores tales como el cultivo de biomasa, gestión del crecimiento, el transporte a plantas de conversión, secado, separación de productos, el reciclaje de residuos (líquidos y sólidos) gestión, el transporte de los productos comercializables y marketing. Estos factores se pueden simplificar y reducido a tres grupos principales; el cultivo de microalgas, cosecha y procesamiento de la biomasa. En el caso idealizado, las plantas de conversión se encuentra en o cerca de las áreas de crecimiento de biomasa para reducir al mínimo la coste del transporte de la biomasa a las plantas, de los cuales todos los efluentes no combustible se reciclan al crecimiento áreas como se demuestra en la Figura 1 [17]

Figura 1. Un modelo conceptual para la producción de biomasa integrada y conversión sistema de integración

[pic 1]

El crecimiento puede ser implementado en una granja de microalgas . Sería equivalente a un sistema aislado

con entradas de luz solar , aire , CO2 y agua. Los nutrientes se reconstituyen en función de su situación en el

medio de crecimiento y los controles ambientales y problemas de eliminación de residuos se reducen al mínimo .Aproximadamente , la mitad del peso seco de la biomasa de microalgas es carbono [ 21 ] , que es típicamente derivado de CO2 . Por lo tanto , la producción de 1 kg de biomasa de algas fija de 1,6 - 1,8 kg de CO2 . El CO2 debe ser alimentado continuamente durante las horas diurnas . Por lo tanto, una granja de algas puede estar situado adyacente a una planta de energía para la utilización de CO2 del proceso de combustión [ 17 , 19 , 22 ] . En tal circunstancia , la gestión de otras emisiones gaseosas y aguas residuales mediante el cultivo de algas también es posible. Se debe a que las algas pueden eliminar eficazmente el nitrógeno , el fósforo y metales pesados ​​tales como As , Cd , Cr y desde acuosa soluciones [ 19 , 23 ] . Dado que el control de emisiones y gestión de aguas residuales son costosos y técnicamente exigente , el uso de las aguas residuales como una fuente de nutrientes para la producción de algas , junto con tratamiento de aguas residuales se añaden los beneficios ambientales y económicos . La biomasa de algas producida necesita ser procesada adicionalmente para recuperar la biomasa . Un problema asociado con la biomasa de algas es la relativamente alto contenido de agua . Normalmente se requiere pre-tratamientos para reducir el contenido de agua y aumentar la densidad de energía . Este requisito en consecuencia aumenta el coste de la energía . Sin embargo , directa licuefacción hidrotérmico en condiciones de agua sub- críticos puede ser empleado para convertir la biomasa húmeda para combustible líquido sin reducir el contenido de agua. , mediante la adopción de enfoques de integración en general , tales como tratamiento de aguas residuales , nutrientes y metales pesados ​​recuperación mediante el cultivo de algas , por el que adicional beneficios económicos se crean el obstáculo del alto costo de la producción de biodiesel a partir de algas puede ser superar

3. Producción de biomasa de microalgas

La producción de biodiesel de microalgas requiere grandes cantidades de biomasa de algas. La mayor parte de las algas fototrofas especies son obligados y por lo tanto requieren de luz para su crecimiento. varios cultivos las tecnologías que se utilizan para la producción de biomasa de microalgas han sido desarrollados por los investigadores y los productores comerciales. Las microalgas fototrópicos se cultivan más comúnmente en estanques abiertos y fotobiorreactores [18]. Los cultivos de estanques abiertos son económicamente más favorable, pero plantean las cuestiones de costo de uso del suelo, la disponibilidad de agua, y las condiciones climáticas apropiadas. Además, existe el problema de la contaminación por hongos, bacterias y protozoos y la competencia por otras microalgas. Fotobiorreactores ofrecer un entorno de cultivo cerrado, que está protegida de la lluvia directa, relativamente a salvo de la invasión microorganismos, donde las temperaturas se controlan con una fijación de CO2 mejorado que se burbujea

a través de un medio de cultivo. Esta tecnología es relativamente caro en comparación con los estanques abiertos porque de los costes de infraestructura. Un sistema de producción de biomasa ideal debe utilizar la libre disposición luz de sol. Se ha informado de la mejor productividad promedio anual de estanques abiertos era aproximadamente 24 g-1 seca el peso m-2 d-1 [24]. Una productividad de 100 g-1 peso seco m-2 d-1 se logró en la cultura sencilla de 300 l sistemas [18]. Este nivel se ha visto como se deriva del efecto de saturación de luz. La luz junto con el requisito de alto coeficiente de extinción de la clorofila de las algas ha hecho necesaria la diseño y desarrollo de novedoso sistema para el crecimiento a gran escala. Los experimentos también han dilucidado que la producción de biomasa de algas puede ser impulsado por el efecto de la luz que destella [25-26], a saber, por una mejor tasa de entrada de fotones a juego para las etapas limitantes de la fotosíntesis. De hecho, la mejor anual promedio la productividad se ha logrado en biorreactores cerrados. Tridici [27] ha revisado la producción en masa de fotobiorreactores. Muchos diseños diferentes de fotobiorreactor se han desarrollado, pero un tubular fotobiorreactor parece ser más satisfactorio para la producción de biomasa de algas en la escala necesaria para la producción de biocombustibles. Cerrado, controlado, fotobiorreactores de algas interiores impulsadas por la luz artificial son Ya económica para productos de alto valor especiales, tales como productos farmacéuticos, que se pueden combinar con la producción de biodiesel para reducir el costo.

4. La licuefacción directa de algas para la producción de biodiesel

La biomasa de microalgas tiene un contenido de agua relativamente alto ( 80-90 % ) y esto es importante