Procesos de upstream y downstream en la producción de biomasa de microalgas

Abstract

La producción de biomasa microalgal es una importante y prometedora tecnología en cuanto al desarrollo de productos sustentables y renovables. Estos microorganismos pueden ser producidos en zonas desérticas sin comprometer suelos cultivables o recursos hídricos mayores a los usados por cultivos terrestres, incluso puede configurarse el sistema de producción para que utilice aguas residuales, así como utilizar emisiones de dióxido de carbono, como el emitido por plantas termoeléctricas u otras industrias. Este gas es fijado durante el crecimiento microalgal. En la presente investigación se estudiaron los procesos de upstream y de downstream de biomasa microalgal. Los procesos de upstream consistieron: selección y obtención de cepas microalgales, estudio de sistemas de producción y diseño e implementación de un fotobiorreactor. Los procesos de downstream incluyeron la recuperación de la biomasa por medio de: floculación, sedimentación, centrifugación y secado. Se cultivaron dos cepas de microalgas: Chrorella Vulgaris y Arthrospira Plantensis (conocida comúnmente como Spirulina). En el fotobiorreactor con airlifting de 7.5L la cepa de Spirulina presentó fases bien definidas de crecimiento típicas de microorganismos, como: aclimatización, crecimiento exponencial y desaceleración. En el caso de la Chlorella no se observó fases de crecimiento tan claramente distinguibles y el estudio de esta cepa se basó principalmente en operaciones de recuperación de su biomasa (Downstream). La biomasa de Spirulina se recuperó en casi el 100% con un proceso básico de separación sólido-líquido de filtración al vacío. La biomasa de Chlorella Vulgaris, se recuperó mediante varias operaciones unitarias. Se recuperó en proporciones superiores al 95% con la centrifugación, sin embargo el volumen de procesamiento y el tiempo de recuperación fueron inferiores a las que se pudo obtener mediante floculación con la cual se obtuvo alrededor de 65% de recuperación.