Cartera Tecnológica
Cultivo de microalgas en una planta piloto versátil
Descripción
IMDEA Energía ofrece una moderna planta piloto para el cultivo de microorganismos fotosintéticos en fotobiorreactores, lo que permite optimizar y escalar el cultivo de microalgas, cianobacterias o bacterias desde el laboratorio hasta la planta piloto. La automatización de los parámetros del proceso y el control en línea a través de una programación avanzada brindan una gran versatilidad y flexibilidad a la operación. El conocimiento en el desarrollo y optimización de procesos biológicos, así como la calidad de las instalaciones científicas, hacen la instalación muy atractiva para la colaboración en investigación, ofreciendo también asistencia técnica a los socios que necesiten escalar tecnologías basadas en microorganismos fotosintéticos. Prueba de ellos son los numerosos proyectos nacionales e internacionales que se han llevado a cabo haciendo uso de estas instalaciones y del conocimiento de los expertos en este campo.
Esta planta piloto cuenta con 2 tipos de fotobiorreactores: 13 columnas de burbujeo (80 L por columna) y 2 canales horizontales abiertos del tipo raceway (500 L por canal) agitados por paletas de velocidad regulable. Cada reactor está provisto de rotámetros para controlar los flujos de aire y CO2. Asimismo, se pueden regular el aporte de nutrientes, la temperatura, el pH y la iluminación. También incluye un área de preparación de inóculos dotada de reactores de pequeño volumen (0.2-1 L) para cultivar los microorganismos hasta obtener una biomasa apta para la inoculación del sistema a escala piloto. Además, la planta está equipada con un sistema
de recolección rápida de biomasa. Una vez que la biomasa ha crecido al nivel deseado, se bombea a un depósito de 0,5 m3 y se concentra mediante centrifugación en continuo para obtener un efluente limpio y una biomasa con un reducido contenido en agua que puede ser posteriormente valorizada.
La planta permite cultivar una amplia gama de microorganismos fotosintéticos y no fotosintéticos (bacterias aeróbicas o anóxicas) en diferentes condiciones operativas con las opciones de operar las columnas de forma independiente, triplicada o incluso conectar las columnas a los reactores horizontales.
Ventajas e Innovaciones
En comparación con los procesos convencionales de eliminación de nitrógeno (nitrificación/desnitrificación) de aguas residuales, la tecnología de microalgas ofrece menores requisitos energéticos (el oxígeno se suministra por medios fotosintéticos) y emisiones de NOx, así como una producción continua de biomasa de microalgas. Los costes de aireación (que representan hasta el 50% de la operación en los tratamientos
convencionales de aguas residuales) se reducen drásticamente.
La configuración y operación flexibles de los fotobiorreactores en términos de irradiación lumínica, temperatura, pH, suministro de aire y CO2, mezcla, velocidad de carga orgánica y régimen de alimentación hacen que esta planta piloto sea particularmente eficiente para: (i) optimizar los procesos fotosintéticos, (ii) seleccionar la cepa de microalgas más apropiada para fines comerciales y de investigación posteriores y (iii) ajustar el consorcio microalgas-bacterias más adecuado para maximizar la recuperación de nutrientes de las corrientes de desechos a escala industrial.
Aplicaciones Comerciales
- Escalado de la producción de biomasa en condiciones controladas.
- Optimización de las condiciones de cultivo de microorganismos fotosintéticos.
- Comparación de la producción de microalgas y cianobacterias en varios sistemas de fotobiorreactores: canales y columnas de burbujeo.
- Biorremediación de aguas residuales mediante microorganismos fotosintéticos o consorcios microalgas-bacterias.
- Recuperación de nutrientes como biomasa.
Contacto
Cristina González Fernández, Cristina.gonzalez@imdea.org
