Microalgas en los Biocombustibles @microalgas-iteso-blog - Tumblr Blog

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- CULTIVOS A ESCALA INTERMEDIA

La mayor parte de los laboratorios y criaderos que necesitan pequeños volúmenes de algas para alimentos emplean matraces de cristal esféricos o botellones de cristal o de plástico transparente de hasta 25 l de capacidad. Estos sistemas suelen funcionar como sistemas de cultivo en tandas o como sistemas semicontinuos. El cultivo en tandas supone la inoculación del medio de cultivo con la especie requerida. El cultivo entonces se desarrolla rápidamente hasta que se frena el incremento de la densidad celular cuando la luz empieza a no poder penetrar adecuadamente en el cultivo. Luego se cosecha todo el cultivo, se lava y esteriliza el recipiente y se comienza de nuevo con un nuevo cultivo. El método semicontinuo implica iniciar los cultivos de la misma manera, pero en lugar de cosechar todo una vez crecido, se cosechan parcialmente antes de llegar a la etapa en la que aparece una limitación de luz.

El cultivo en tandas se emplea generalmente para especies delicadas y diatomeas de crecimiento rápido. El cultivo semicontinuo se emplea principalmente con especies de flagelados más resistentes. (Food and Agriculture Organization of the United Nations, s.f. )

- CULTIVOS A GRAN ESCALA

El cultivo a gran escala solía hacerse en grandes tanques circulares o rectangulares con iluminación superior. Este formato se ha sustituido principalmente por cilindros altos.

Los criaderos comerciales de bivalvos tienen que producir diariamente grandes volúmenes de algas de buena calidad y de alto valor nutritivo para la producción de semilla a escala económica. Algunos ejemplos de los sistemas utilizados actualmente en Europa y Norteamérica son desde sistemas sencillos de bolsas de polietileno colgadas o colocadas sobre un soporte de cilindro de malla de acero galvanizado o recubierta de plástico, hasta sofisticados turbidostatos electrónicos. Todos los sistemas utilizan recipientes cilíndricos altos y estrechos, siendo ésta la configuración más eficiente. (Food and Agriculture Organization of the United Nations, s.f. )

INGENIERÍA INDUSTRIAL

Imagenes obtenidas de: http://huescamedioambiental.blogspot.mx/ www.ipacuicultura.com

#cultivo #Biotecnología #microalgas #bioreactor

AVANCES EN EL DISEÑO CONCEPTUAL DE FOTOBIORREACTORES

Debido a que una condición necesaria para el éxito comercial de una biotecnología es tener una productividad alta y consistente, los diferentes tipos de fotobiorreactores se comparan con frecuencia en base a su productividad por unidad de volumen de reactor (g de biomasa/m3·día), a su productividad por unidad de área ocupada de reactor (g/m2·día) y a la productividad por área iluminada de reactor (g/m2·día), siendo la primera la más utilizada. En un cultivo continuo la productividad volumétrica (Pv) es proporcional a la velocidad específica de crecimiento y a la concentración celular x (Pv=μ·x). Así, para lograr una alta productividad se deben mantener altas densidades celulares, pero sin que la velocidad de crecimiento disminuya significativamente, por ejemplo debido a un mayor sombreado entre células.

Independientemente de la configuración del fotobiorreactor se deben considerar además de los factores ya discutidos que afectan el suministro de luz, otros fundamentales como el mezclado, el autosombreado entre las células, el suministro de nutrientes (incluyendo CO2), el control de la temperatura y la remoción del O2 producido fotosintéticamente.

( P., Julián Mario, 2003)

INGENIERÍA INDUSTRIAL

Imegen obtenida de: bioreactorcrc.wordpress.com

#fotobiorreactor #microalgas #Biotecnología #cultivo

Biocombustibles

Son combustibles que se producen orgánicamente, utilizando biomasa, que es un recurso renovable, como fuente de energía. Generalmente se utilizan especies agrícolas, como el maíz y la caña de azúcar, o plantas oleaginosas, como la soya y el girasol. El biocombustible es totalmente biodegradable, no contribuye al calentamiento global porque no emite gases contaminantes y el poco CO2 que libera se puede absorber fácilmente por la vegetación. Desgraciándome, en la actualidad no se puede producir biodiesel a gran escala. Se requieren muchas hectáreas y al ser hecho de alimentos, muchas personas ve mal que utilicemos el maíz y esas plantas para crear combustibles en vez de utilizarlas para las darles de comer a los que no tienen comida.

Es por eso que se empezó a investigar la producción de biocombustible a partir de micro algas. Los investigadores se dieron cuenta que existe muchas ventajas como que no se necesitan tantas hectáreas para producir, no son alimentos, se puede utilizar tierra que no es apta para la agricultura, se puede utilizar casi cualquier tipo agua y los resultados permiten crear una mayor cantidad de productos. En conclusión, los biocombustibles son una excelente forma para combatir el calentamiento global y producirlos a base de micro algas es la mejor manera de hacerlo.

(Torres, 2011)

Ingeniería en Biotecnología

Imagen sacada de flickr

#Biotecnología #biodiesel #biocombustible #microalgas

EQUIPO E INSTALACIONES PARA EL CULTIVO

1. Sala o Laboratorio de Cultivo: Se recomienda para fines de mantenimiento de cepas, transferencias sucesivas de cultivos, crecimiento de cultivos en pequeños y medianos volúmenes. Generalmente para fines de investigación las siguientes características

Laboratorio con temperatura controlada 18–20°C.

Paredes y pisos de azulejo en color blanco.

Instalaciones para el cepario y cultivo intermedios con lámparas de luz blanca fría fluorescente (20W–37W).

Instalaciones tipo invernadero (ventanas de cristal o plástico con temperatura controlada).

2. Cuarto de Siembra: Puede instalarse dentro del mismo laboratorio una cabina con campana de flujo laminar o bien una simple mesa de laboratorio con instalación de gas para dos mecheros para la inoculación en condiciones asépticas.

3. Sala de Producción: Para volúmenes de 200 l o más, se requieren recipientes de materiales plásticos no tóxicos y de preferencia transparentes para el desarrollo a nivel masivo de las diferentes especies del plancton. En este tipo de instalación es recomendable el uso de la luz solar, pues el uso de la luz artificial es de muy alto costo y se requiere además, de equipo para mantener la temperatura a 18–20°C. En zonas de clima templado para cultivos masivos se pueden desarrollar éstos a la intemperie, cubriendo los recipientes en caso de lluvia.

(Food and Agriculture Organization of the United Nations, s.f. )

INGENIERÍA INDUSTRIAL

Imegen obtenida de: www.algaenergy.es

#biotechnology #microalgas #bioreactor #cultivo #industrial

La factibilidad en la producción de microalgas a grandes escalas depende de factores tales como el suministro correcto de luz a las células. Eso va de la mano con manejar cuidadosamente las condiciones ambientales propiciadas por los bioreactores, como la temperatura, el oxígeno y el CO2, el mezclado del sustrato dentro del reactor ya que de esta manera se hace una distribución más homogénea de las microalgas y así todas tienen la oportunidad de recibir luz y demás condiciones factibles.

Algunos requerimientos del cultivo como lo son el suministro de nutrientes y el control de la temperatura, son relativamente fáciles de cubrir (Morita et al., 2002), pero otros como el suministro de luz, además de ser crítico, es difícil de controlar. Todo este tipo de cuidados minuciosos debe resultar en una buena cantidad de biomasa en la producción.

INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA

#microalgas #microalgae #biotechnology

Biorreactores en Laboratorio

Como su nombre lo dice, estos biorreactores se producen en laboratorios. Se utiliza un recipiente ( pueden ser de diferentes tamaños) lleno de un medio acuoso. Gracias a que están aislados de cualquier medio exterior, se puede controlar la temperatura, el pH, la intensidad de luz, la cantidad de CO2, la aireación y la concentración de nutrientes que necesite la especie para su crecimiento óptimo. Este método es más caro por la precisión de los instrumentos que se requieren, y también no produce microalgas en la cantidad como los fotobiorreactores. (Sevilla, 2014)

Ingeniería en Electrónica

Imagen sacada de Wikipedia

#Biotecnología #biorreactor #laboratorio #microalgas

Fotobiorreactores

Es un bioreactor que controla los aspectos para que el desarrollo de organismos, pero que se caracteriza por su utilización de la luz del sol para el cultivo de microalgas.

En la imagen de arriba podemos apreciar un fotobiorreactor abierto. Estos están en contacto con la atmósfera, por lo cual es difícil de controlar las condiciones a las que están expuestos. Pero son muy baratas y logran tener una producción muy grande (kilos por días o toneladas por año). Generalmente se utilizan cuando se quiere cultivar especies robustas y de rápido crecimiento.

Para poder diseñar uno, primero se debe de hacer un prototipo en un laboratorio. (Sevilla, 2014)

Ingeniería en Electrónica

Imagen obtenida de Wikipedia.

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En la actualidad la producción de microalgas es una cuestión emergente debido a que es una eficiente solución en la obtención de nuevas fuentes de energía para el futuro, en especial se busca que estas nuevas fuentes sutituyan los derivados del petroleo.

Ya se están valorando, en este sentido, diferentes cepas de microalgas para su cultivo comercial, para la producción de biodiésel a gran escala. Por otra parte, las propias algas pueden ser quemadas como combustible o utilizadas para producir otros combustibles, como el metano y el etanol. Por tanto, las posibilidades son múltiples. El problema viene cuando se calcula la cantidad de agua y los nutrientes necesarios para cultivar las algas y si la energía que se consume en el proceso de cultivo excede la cantidad de energía recuperada por la biomasa de algas. (Sanz, D. 2011)

INGENIERÍA INDUSTRIAL

(Infografía de OriginOil que muestra el proceso de la obtención de biocombustible por medio de microalgas)

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Bioreactores

Un bioreactor es una cámara de fermentación. Su propósito es crear un ambiente controlado donde puedan crecer organismos como bacterias o levadura. El bioreactor debe controlar el flujo de gases, la temperatura, el nivel de PH, el oxígeno disuelto y la velocidad de agitación. Estos organismos se utilizarán principalmente en la creación de medicinas, vacunas y anticuerpos, pero el enfoque que se le dará en este blog será en la creación de biodiesel a partir de las microalgas. (Dictionary)

Ingeniería en Electrónica

Imagen obtenida de Wikipedia

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Muchos sistemas de producción industrial de microalgas construidos antes de los años 90, fueron principalmente sistemas abiertos de circuito cerrado, los cuales permitían producir hasta 0,7g de biomasa de microalgas secas por cada litro del sistema. Estos sistemas, constituidos por canales poco profundos (nivel de agua de 15-20cm) en forma de circuito cerrado, en los que el medio de cultivo es impulsado mediante paletas rotatorias, generalmente requieren de grandes áreas de terreno (500-5000m2). La ventaja de este tipo de sistemas de producción era el bajo costo, sin embargo un inconveniente era la fácil contaminación del sistema debido a estar expuesto al medio ambiente, además de que los productores se comenzaron a dar cuenta de la poca eficacia e intentaron mejorar esto. Así fue como se desarrollaron los fotobiorreactores conocidos hoy en día, que se construyen de vidrio o policarbonato, entre otros materiales.

INGENIERÍA INDUSTRIAL Y BIOTECNOLOGÍA

Imagen obtenida de biodisol.com

#biotechnology #microalgae #industrial

El agotamiento de los combustible fósiles lleva a las industrias y los científicos a investigar el desarrollo de tecnologías para obtener fuentes energéticas renovables (Zahet al., 2007).

Las microalgas oleaginosas, consideradas como fuente de biocombustibles de segunda generación, contribuyen de manera importante a la fijación de CO2 y pueden ser utilizadas para producir una amplia gama de biocombustibles, tales como el biodiesel, bioetanol, biometano y biohidrógeno, además de que producen metabolitos secundarios con aplicación en la industria farmacéutica, para complementos nutricionales, acuicultura, cosmetología. (Olguín, Eugenia, 2010).

INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA

Imagen obtenida de emaze.com/@ALOLQRIO/-MICROALGAS

#biotechnology #microalgae #biodiesel #biofuel #Biotecnología

A las microalgas se le atribuyen muchos usos en la industria, muchos relacionados con la salud, medio ambiente e incluso para la producción de biocombustibles.

Las microalgas tienen la característica que consiste en aprovechar los contaminantes del medio ambiente para ser captados por su biomasa algal. Esto es útil por dos razones diferentes, una es la eliminación de contaminantes y la otra es el aprovechamiento de la biomasa de las microalgas para uso en diferentes industrias como industria alimenticia, salud y medicina humana, alimentación animal, compuestos orgánicos y biocombustibles. (H. P. Alexis, 2014).

Ingeniería en Biotecnología

Imagen obtenida de Wikimedia Commons

#Biotecnología #microalgas #biotechnology #microalgae

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