Revista de Fundamentos de Energías Renovables y Aplicaciones
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abstracto

Métodos de recolección de microalgas para la producción industrial de biodiésel: revisión crítica y análisis comparativo

Mariam Al hattab, Abdel Ghaly y Amal Hammoud

La biomasa de microalgas se puede utilizar para producir numerosos productos de valor añadido, como biodiésel, bioetanol, biogás y bio hidrógeno, alimentos para peces, alimentos para animales, complementos alimenticios para humanos y productos para el cuidado de la piel. La producción de productos de valor añadido a partir de biomasa de microalgas requiere el cultivo y la recuperación de la biomasa de algas y la extracción y el procesamiento posterior del producto deseado. Sin embargo, el principal obstáculo para el uso de biomasa de microalgas a escala industrial para la producción de biodiesel y otros productos de valor agregado es el paso de deshidratación que representa el 20-30% de los costos totales asociados con la producción y el procesamiento de microalgas. El objetivo de este estudio fue revisar los métodos actuales utilizados para recolectar y concentrar microalgas y realizar un análisis comparativo para determinar los métodos de deshidratación más eficientes y económicamente viables para el procesamiento a gran escala de biomasa de microalgas. Las técnicas de recolección investigadas incluyeron sedimentación, filtración al vacío, filtración a presión, filtración de flujo cruzado, centrifugación de pila de discos, centrífuga decantadora, flotación por aire disperso, flotación por aire disuelto, oscilación fluídica, floculación inorgánica, floculación orgánica, autofloculación, biofloculación coagulación electrolítica , floculación electrolítica y flotación electrolítica. Se utilizaron ocho criterios para la evaluación de estas técnicas de recolección de microalgas: (a) eficiencia de deshidratación (b) costo (c) toxicidad (d) idoneidad para escala industrial (e) tiempo (f) especificidad de especie (g) reutilización de medios y (h ) mantenimiento. A cada criterio se le asignó una puntuación entre 7 y 15 en función de su grado de importancia. Se otorgaron valores más altos a los criterios que se consideraron más importantes para el desarrollo de un método de deshidratación a gran escala eficiente y económico para microalgas, mientras que se otorgaron valores más bajos a los criterios que se consideraron necesarios para determinar un método adecuado pero que se consideraron menos importantes. Los resultados indicaron que de los 16 métodos evaluados, 4 obtuvieron valores de 80/100 y superiores y se consideraron adecuados para la recolección de microalgas a escala industrial. Tres fueron técnicas físicas (centrífuga de disco (87/100), filtración de flujo cruzado (84/100), centrifugación con decantador (82/100)) y el cuarto fue el método de floculación orgánica (80). Estas técnicas se consideraron adecuadas para su uso a gran escala debido a su eficacia, bajos costos operativos, idoneidad para numerosas especies, rapidez, requisitos mínimos de mantenimiento y respeto por el medio ambiente. Los otros métodos se consideraron inadecuados porque no son efectivos para deshidratar una amplia gama de especies de microalgas, no son adecuados para grandes volúmenes, son costosos y requieren un alto mantenimiento. Aunque cada una de las técnicas óptimas se consideró adecuada para la recolección de microalgas por sus méritos, también se puede usar una combinación de métodos para mejorar la eficiencia de recuperación y mejorar la economía. El uso de floculación orgánica como paso inicial de cosecha para concentrar la suspensión de algas y la centrifugación (o filtración) como paso secundario de deshidratación reducirá el tiempo y los costos asociados con la deshidratación. La floculación permite la eliminación efectiva de algas de grandes cantidades de medios líquidos y, como tal, los costos asociados con las técnicas de centrifugación y filtración de uso intensivo de energía (usadas individualmente) se pueden reducir al usarlas como técnicas secundarias, ya que menos volúmenes de suspensión de microalgas se someterán al tratamiento secundario. .