Evaluación de las condiciones de cultivo autotrófico de microalgas Chlorella para la producción de Biodiesel.

Abstract

El desarrollo de energías renovables es de gran interés a nivel mundial, éstas además de permitir ampliar la matriz energética, reducen el uso de combustibles fósiles y sus impactos socio-ambientales. Los biocombustibles son un tipo de energía renovable que se generan a partir de biomasa, dentro de ellos se encuentra el biodiesel que es un combustible biodegradable, renovable y no tóxico que se puede producir a partir de los lípidos que se encuentran en las células de las microalgas, los cuales una vez que son extraídos son sometidos a un proceso de transesterificación obteniendo como producto final el biodiesel. Las ventajas de la producción de biodiesel a partir de microalgas es que éstas no requieren grandes extensiones de tierra para ser cultivadas y el biodiesel generado cuenta con una densidad energética similar al diésel de petróleo. En este proyecto de investigación se evaluaron las condiciones de cultivo autotróficas adecuadas para maximizar el contenido de lípidos en microalgas Chlorella bajo condiciones de operación batch y semicontinuas. En una primera fase del proyecto de investigación, las microalgas fueron fortalecidas con medio con fertilizante y cultivadas en medio de proteosa. Como resultado de esta fase se obtuvo microalgas en buenas condiciones aptas para ser utilizadas en experimentos. El efecto en la concentración de biomasa y contenido de lípidos con concentraciones de bicarbonato de sodio en rangos bajos y altos, tiempos de cosecha y efectividad de la agitación fueron evaluados en bioensayos batch. Los resultados revelaron que la concentración de bicarbonato de sodio adecuada fue 0,10 g L-1 con un tiempo de cosecha de 4 días en agitador magnético, generando una producción de lípidos de 11,03%. No se estableció una tendencia clara con respecto a la técnica adecuada de agitación, por lo que se decidió realizar los demás experimentos con un agitador orbital. Del mismo modo se realizaron bioensayos en modo de operación semicontinuo con diferentes concentraciones de bicarbonato de sodio y distintas frecuencias de extracción de lípidos, extracciones periódicas en base a la fase de crecimiento exponencial y una única extracción al finalizar el bioensayo. El mayor porcentaje de lípidos, 6,89%, fue obtenido en el bioensayo con una concentración de bicarbonato de sodio de 0,10 g L-1. Los porcentajes de lípidos obtenidos mediante extracción periódica, 6,89%, y extracción única, 6,38%, fueron muy similares por lo que se recomienda realizar una única extracción al culminar el bioensayo con el fin de optimizar recursos. Finalmente, se diseñó el proceso de instalación y operación del fotobiorreactor tubular para el cultivo autotrófico de microalgas Chlorella en base al suministro de la fuente de carbono, iluminación, mezclado, monitoreos y eliminación del oxígeno en forma de gas dentro del fotobiorreactor.