Combustibles gaseosos a partir de biomasa microalgal de Scenedesmus obtusiusculus

Abstract

"Actualmente, los procesos biotecnológicos para la captura de CO2 y la producción de biocombustibles representan una alternativa viable para disminuir los efectos negativos causados por la sobreexplotación de los combustibles fósiles. En particular, el biogás obtenido a partir de la digestión anaerobia de biomasa microalgal y el hidrógeno obtenido por fermentación obscura de los carbohidratos de la biomasa microalgal, son considerados biocombustibles gaseosos de tercera generación, lo cual representa ventajas importantes contra los biocombustibles de primera y segunda generación. En este trabajo se evaluó la producción de metano en sistemas en lote y semi-continuo a parir de biomasa microalgal seca de Scenedesmus obtusiusculus tratada térmicamente. En el caso de la producción en lote se observaron rendimientos entre 113 y 213 mL CH4/g DQOconsumida para concentraciones de biomasa microalgal de 2 y 10 g DQO/L, respectivamente. Por otro lado, en el sistema semi-contínuo se alcanzaron velocidades de 2 L CH4/L-d con rendimientos de hasta 370 mL CH4/g DQOconsumida para una velocidad de carga orgánica de 10 g DQO/L-d. El consumo de DQO en las mejores condiciones se encontró cerca de 70%. Estos resultados demuestran que la biomasa microalgal puede ser utilizada para la generación de biogás al realizar un tratamiento térmico para la liberación del contenido intracelular. Los resultados de producción de biogás en semi-continuo demuestran que no es necesario trabajar con tiempos de residencia hidráulica altos para obtener altos rendimientos y velocidades volumétricas de producción de metano, tal como se reporta en la literatura. La producción fermentativa de hidrógeno a partir de biomasa microalgal es viable. No obstante se debe estudiar a profundidad el desarrollo de pretratamientos eficientes para la solubilización de carbohidratos."

"In recent times, biotechnological processes for CO2 sequestration and biofuel production represent a feasible alternative to reduce the negative effects caused by the overexploitation of fossil fuels. In particular, biogas generated from the anaerobic digestion of microalgae and hydrogen from dark fermentation are considered third generation biofuels alternative that shows important advantages in comparison to first- and second- generation biofuels. In this work, methane production from thermally treated microalgal biomass obtained from Scenedesmus obtusiusculus cultures was evaluated in systems operated under batch and semicontinuous mode. In batch experiments, methane production yield ranging from 113 to 213 mL CH4/ g CODconsumed was observed with microalgal biomass concentrations between 2 and 10 g COD/L, respectively. On the other hand, systems operated under semi-continuous mode reached volumetric methane production rates of 2 L CH4/L-d with methane yields of 370 mL CH4/g CODconsumed, for 10 g COD/L-d of organic loading rate. COD consumption, under optimal conditions was about 70%. These results showed that microalgal biomass could be used for biogas generation. Moreover, the performance and its potential can be increased when performing a thermal treatment of the biomass. Semi-continuous biogas production results demonstrated that is not necessary to operate on large hydraulic retention times to get high yields and volumetric production rates. Fermentative hydrogen production through microalgal biomass is feasible. However this processes should be studied in terms of pre-treatments for carbohydrate solubilization."