Analysis of process configurations for bioethanol production from microalgal biomass

Análisis de las configuraciones de procesos para la producción de bioetanol a partir de biomasa de microalgas

Comparadas con las materias primas comestibles para producir bioetanol, las microalgas crecen con facilidad en la tierra u otros medios y ofrecen un ciclo de cosecha corto (entre uno y diez días). Asimismo, tienen una alta capacidad de fijar CO₂ y otros gases invernadero por fotosíntesis, lo que resulta en una reducción global de las emisiones gaseosas netas durante todo el ciclo de vida del combustible. La mayoría de la literatura se apoya en una aplicación secuencia directa del proceso de producción que incluye pretratamiento de la biomasa, hidrólisis, fermentación y recuperación del producto.

Casos simultáneos o una combinación de estas etapas puede afectar de forma considerable la economía de la producción de bioetanol a partir de microalgas; dichas configuraciones incluyen hidrólisis y fermentación separadas, sacarificación y fermentación simultáneas, bioprocesamiento consolidado, entre otras. En esta investigación se diseñó un trabajo experimental basado en las algunas condiciones claves del proceso tipo de sustrato y enzimas, cantidad de biomasa con el fin de entender los efectos de distintas configuraciones de fermentación sobre la producción de bioetanol a partir de microalgas.

Status of biological hydrogen production

Estatus de la producción biológica de hidrógeno

El hidrógeno puede generarse por diversos procesos de producción, entre ellos el reformado con metano, la gasificación de carbón y biomasa y las rutas metabólicas de ciertos microorganismos. Estas últimas se conocen comúnmente como la producción biológica de hidrógeno y existen cuatro procesos principales para lograrla:

• Biofotólisis directa de algas verdes
• Biofotólisis indirecta de cianobacterias
• Fotofermentación de bacterias fotosintetizadoras anaeróbicas
• Fermentación oscura de bacterias fermentativas anaeróbicas

En este documento se realiza un análisis de diversas investigaciones publicadas relacionadas con la producción biológica de hidrógeno en términos de rendimientos, velocidades de reacción y diseños de reactores; también se compara la efectividad de distintas combinaciones sustrato-microorganismos.

Energy from algae using microbial fuel cells

Energía a partir de algas usando celdas microbianas de combustible

Las celdas microbianas de combustible (microbial fuel cells, MFC) ofrecen una forma alternativa de obtener electricidad a partir de la hidrólisis y la fermentación de las algas en una unidad de proceso única. Estas celdas consisten en un ánodo y un cátodo conectados por una carga (usualmente un resistor en estudios a escala laboratorio). El ánodo contiene cultivos puros o mixtos de microorganismos que se utilizan para catalizar la descomposición de materia orgánica en electrones y protones. La potencia se genera a través de la reducción del oxígeno u otro químico en el cátodo.

En esta investigación se examinó la producción de bioelectricidad a partir de un fitoplancton (Chlorella vulgaris) y un macrófito (Ulva lactuva) en celdas microbianas de combustible de cámara simple. Estas celdas se alimentaron con las dos algas en forma de polvo, obteniéndose diferencias en la recuperación de energía, la eficiencia de degradación y las densidades de potencia. C. vulgaris produjo mayor generación de energía por masa de sustrato (2,5 kWh/kg), aunque U. lactuva se degradó en mayor grado en un ciclo batch (73±1% DQO).