La producción de biodiésel a partir del aceite de cultivos de algas va saliendo poco a poco de los laboratorios para llegar a ser una realidad en plantas industriales. Las ventajas de esta tecnología parecen contundentes: las algas tienen un alto rendimiento por superficie cultivada, bajos costes de producción y no compiten con productos alimentarios como otros cultivos energéticos. Además algunas experiencias aprovechan las emisiones de CO2 de centrales térmicas o de otro tipo de industrias para el cultivo de las algas, convirtiendo un problema ambiental en materia prima para la producción de combustible.
¿En qué consiste la técnica?
¿En qué consiste la técnica?
Las algas necesitan tres componentes esenciales para su desarrollo: luz, anhídrido carbónico y agua.
Algunas especies contienen un alto contenido en grasas, que resultan esenciales para la producción de aceite o biodiésel.
Se cultivan en balsas, tubos o canales de escasa profundidad, para permitir una mayor iluminación.
En su interior se mantiene un flujo y temperaturas constantes, y se inyecta CO2 y nutrientes.
Una vez desarrolladas, se extraen de su medio de crecimiento mediante un adecuado proceso de separación y se extrae el aceite sin necesidad de secarlas de antemano. Los factores que controlan su crecimiento, como nutrientes o temperatura, deben estar monitoreados en todo momento y el enriquecimiento con CO2 posibilita la producción de aceites y acelera el desarrollo. Se ha avanzado en la intensificación de estos cultivos mediante la producción en invernaderos, o en los llamados fotobiorreactores, sistemas cerrados que permiten el control y monitoreo de los distintos factores de crecimiento.
Por lo general este tipo de producción se reduce a algunas experiencias piloto, pero en algunos casos ya se está produciendo a gran escala. Es el caso de la empresa Oil Fox, con sede en Argentina, dónde están produciendo del orden de 100.000 litros de biodiésel por hectárea cultivada de algas cada mes, una cantidad sorprendente si se compara con los 400 litros de media que produce una hectárea de soja, al año.
En España, la empresa alicantina Biofuel Systems está produciendo biodiésel en baterías de cilindros de plásticos transparentes de 3 metros de altura y 70 centímetros de diámetro que contienen una sopa de color verde con las microalgas. Utilizan un sistema mediante el cual aceleran el crecimiento de las algas a través de un "Acelerador Bio Electromagnético" y recuperan la energía captada en la fotosíntesis con una extrema eficacia de transferencia energética. Cada día extraen la mitad del contenido de estos cilindros, se centrifugan y se rellenan de nuevo con agua, las algas doblan su producción cada 12 horas. Más del 50% de su biomasa es aceite y cada kilo contiene 5.700 kilocalorías. Cada dos metros cúbicos de agua producen seis kilos de biomasa. Esta técnica se empleará en una planta de producción eléctrica de 30 megavatios, con una hectárea de cultivos, dónde producirán la electricidad de 3.000 viviendas, con calderas que mueven generadores alimentados por el biodiésel que se genera con el cultivo de algas. Además reciclan las emisiones de CO2 derivadas de su producción eléctrica.
De forma reciente, Biofuel Systems firmó un acuerdo de colaboración con el Insituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) para avanzar hacia la producción a gran escala y otra compañía española, esta andaluza, Gádir Biodiésel, ha cerrado otro convenio con la Junta de Andalucía para la construcción de una fábrica de biocarburante en la Bahía de Cádiz, en el que se empiecen a utilizar algas.
Por lo general este tipo de producción se reduce a algunas experiencias piloto, pero en algunos casos ya se está produciendo a gran escala. Es el caso de la empresa Oil Fox, con sede en Argentina, dónde están produciendo del orden de 100.000 litros de biodiésel por hectárea cultivada de algas cada mes, una cantidad sorprendente si se compara con los 400 litros de media que produce una hectárea de soja, al año.
En España, la empresa alicantina Biofuel Systems está produciendo biodiésel en baterías de cilindros de plásticos transparentes de 3 metros de altura y 70 centímetros de diámetro que contienen una sopa de color verde con las microalgas. Utilizan un sistema mediante el cual aceleran el crecimiento de las algas a través de un "Acelerador Bio Electromagnético" y recuperan la energía captada en la fotosíntesis con una extrema eficacia de transferencia energética. Cada día extraen la mitad del contenido de estos cilindros, se centrifugan y se rellenan de nuevo con agua, las algas doblan su producción cada 12 horas. Más del 50% de su biomasa es aceite y cada kilo contiene 5.700 kilocalorías. Cada dos metros cúbicos de agua producen seis kilos de biomasa. Esta técnica se empleará en una planta de producción eléctrica de 30 megavatios, con una hectárea de cultivos, dónde producirán la electricidad de 3.000 viviendas, con calderas que mueven generadores alimentados por el biodiésel que se genera con el cultivo de algas. Además reciclan las emisiones de CO2 derivadas de su producción eléctrica.
De forma reciente, Biofuel Systems firmó un acuerdo de colaboración con el Insituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) para avanzar hacia la producción a gran escala y otra compañía española, esta andaluza, Gádir Biodiésel, ha cerrado otro convenio con la Junta de Andalucía para la construcción de una fábrica de biocarburante en la Bahía de Cádiz, en el que se empiecen a utilizar algas.
Aguas residuales
En Nueva Zelanda, la tecnología desarrollada es diferente. La empresa
En Estados Unidos, hay al menos seis proyectos en funcionamiento, varios de los cuales están dirigidos a producir electricidad de la biomasa de algas. GreenFuel Technologies , ubicada en Massachussets, tiene en marcha un proyecto demostrativo en Arizona cuya previsión es producir unas 80 toneladas de alga por hectárea anualmente a partir de 2008.
Para ello inyectan en los cilindros dónde cultivan las algas CO2 procedente de chimeneas de centrales térmicas.
Resulta llamativo también el sistema que ha generado la empresa Solazyme, en San Francisco. Está compañía ha desarrollado una nueva metodología basada en algas modificadas genéticamente que crecen en tubos plásticos sin necesidad de luz solar. Según dicen, a oscuras las algas producen más aceite, lo que podría abaratar los costes de producción.
Resulta llamativo también el sistema que ha generado la empresa Solazyme, en San Francisco. Está compañía ha desarrollado una nueva metodología basada en algas modificadas genéticamente que crecen en tubos plásticos sin necesidad de luz solar. Según dicen, a oscuras las algas producen más aceite, lo que podría abaratar los costes de producción.
1 comentario:
BIENVENIDOS al mundo del petróleo sintético no contaminante.
Nuestras plantas y equipos están preparados para procesar cualquier aceite vegetal y/o animal, también transformamos el plástico de los basureros, el aceite mineral usado, neumáticos y en general cualquier derivado del petróleo en biocombustibles como Biodiesel, bioetanol, Bio keroseno, Bio Jet-fuell, etc.; contribuyendo a la sustitución de carburantes contaminantes por combustibles no contaminantes, además de contar con materias primas inagotables y el reciclado de los derivados del petróleo y otras materias.
Nuestra Filosofía
Desde los inicios de humanidad el hombre esta en constante evolución , de igual forma la obtención de energía ha ido evolucionando hasta nuestros días. En la actualidad nos encontramos en un momento de cambio ante el calentamiento de la tierra y el final no muy lejano del petróleo.
Ante estos retos, creamos nuestra compañía con la filosofía de desarrollar equipos y sistemas de obtención de energía limpia e inagotable.
Obtención de aceite vegetal de Algas por Fotoreactores
Las algas pueden encontrarse en casi cualquier sitio (océanos, charcas, piscinas, peceras,...) Aunque no se trata realmente de plantas, estos organismos unicelulares tienen igualmente la capacidad de realizar la fotosíntesis lo que permite la conversión de la energía solar en energía química. Para algunas especies de algas, esta energía química se da en forma de aceites muy similares a los aceites vegetales comunes.
La estructura unicelular de las algas es extremadamente eficiente en el uso de la luz y en la absorción de nutrientes, tanto que el crecimiento y la productividad de las algas es entre 30 y 100 veces superior que cultivos como el de soja.
La producción de algas no compite con la agricultura. Las instalaciones de producción de algas son cerradas y no requieren tierra para su crecimiento, usan un 99% menos cantidad de agua que la agricultura convencional y pueden ubicarse en terrenos no dedicados a la agricultura y situados lejos del agua. Ya que todo el organismo convierte la luz del sol en aceite, las algas pueden producir más aceite en un área del tamaño de un garaje que una plantación del tamaño de un campo de fútbol de soja.
Las especies de algas que se dan de forma natural pueden, bajo las condiciones adecuadas, producir aceite hasta límites próximos al teórico. Su pequeño tamaño (inferior a 30 micras) y su naturaleza acuática las hace ideales para sistemas cerrados de producción a gran escala, altamente automatizados llamados fotorreactores. Estos sistemas están diseñados para proporcionar a cada célula las condiciones precisas necesarias para la máxima productividad.
Las algas crecen muy bien en presencia de altas concentraciones de dióxido de carbono. Y el dióxido de nitrógeno, un contaminante de las centrales eléctricas, es un nutriente para las algas. Las instalaciones de producción de algas pueden por lo tanto alimentarse con los gases de escape de las centrales eléctricas que usan combustibles fósiles, para aumentar significativamente la producción y limpiar el aire.
Los carbohidratos que permanecen después de que el aceite ha sido extraído de las algas, pueden ser usados para elaborar piensos para animales, etanol y potencialmente secuestrar carbón.
Tabla de materias primas y sus posibles transformaciones
Descripción del proceso de Biodiesel
El proceso de producción del biodiesel se basa en la reacción de transesterificación del aceite vegetal (de los triglicéridos del aceite) con alcohol metílico para obtener metiléster (biodiesel) y glicerina según la siguiente fórmula:
Aceite Metanol Metiléster Glicerol
La transformación de los aceites vegetales para su conversión en metiléster de ácido grasos o biodiesel se lleva a cabo mediante el siguiente proceso continuo:
La calidad de las entradas en planta de aceite resulta clave para la producción, por lo que a la llegada del aceite, el laboratorio recoge mediante un sistema normalizado muestras del mismo, y tras su análisis se determina si es necesario refinarlo y desgomarlo o es apto para su utilización directa en el proceso.
En el proceso de refinado y desgomado el aceite pasa primeramente por unos calentadores que elevan su temperatura hasta unos 65ºC, que es la temperatura normal de proceso. De los calentadores el aceite pasa a los tanques de mezclado donde se añaden dos aditivos, uno al inicio y otro a los treinta minutos. Los aditivos que se emplean son comerciales. La dosis de aditivos dependerá del volumen del aceite, así como de su índice de acidez. Esta parte del proceso tiene una duración de una hora. Después, el aceite pasa a los decantadores donde se produce la separación gravimétrica de las gomas. Estas gomas se recogen en un tanque para su posterior venta o recogida por un gestor autorizado. Finalmente, el aceite una vez desgomado se filtra para poder eliminar posibles restos. De esta forma el aceite estaría listo para pasar al proceso de producción de biodiesel o bien para su almacenamiento, según las necesidades del momento.
El aceite refinado se hace pasar a través de unos calentadores para alcanzar la temperatura óptima de reacción, y de ahí pasa a través de un reactor continuo en cuya entrada se mezcla con el reactivo preparado previamente, una disolución de KOH en metanol. En este primer reactor se alcanza un 90% de la conversión en la reacción de transesterificación. Para completar la reacción se hace pasar el biodiesel por un segundo mezclador.
Estos reactores actúan como mezcladores hidrodinámicos y gracias al fenómeno de cavitación se alcanzan las condiciones óptimas para que tenga lugar la reacción. El biodiesel se deja decantar para separar el glicerol, que posteriormente será almacenado en los tanques provistos para tal efecto. En la siguiente etapa el biodiesel pasa a un recuperador de metanol, donde por destilación se recupera el excedente de metanol, que tras condensación puede ser reutilizado en el proceso.
El biodiesel se deja decantar para separar el glicerol, que posteriormente será almacenado en los tanques provistos para tal efecto.
En la siguiente etapa el biodiesel pasa a un recuperador de metanol, donde por destilación se recupera el excedente de metanol, que tras condensación puede ser reutilizado en el proceso.
Por último, el biodiesel pasa a la zona de purificación con una resina comercial y filtrado.
Finalmente el biodiesel de alta calidad se almacena en tanques para su expedición.
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