Cultivo de microalgas en una planta piloto versátil

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 

IMDEA ENERGÍA
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