Biodiesel_3 Microalgas
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Transcript of Biodiesel_3 Microalgas
Biodiesel de
algas
Algas
Metanol, H2
Fermentación
Bioaceite
Generación potencia
Calor Electricidad
Pirolisis Bioaceite, carbon y gas de sintesis
Biodiesel
Bioetanol, acetona, butanol
Conversión Termoquímica
Reacción Química
Conversión Bioquímica
Combustión Directa
Gasificación
Licuefación
Produción fotobiológica de hidrogeno
Digestión Anaerobia
Hidrógeno
Transesterificación
Gas de sintesis
Algas: materia prima
¿Qué es el biodiesel?
El biodiesel es un combustible diesel producido a partir de materias de base renovable, como los aceites vegetales, que se puede usar en los motores diesel.
PROCESO PRINCIPAL
Refinado è Transesterificación è Depuración y secado
TRANSESTERIFICACIÓN
Aceite de origen Vegetal + Alcohol è Metil-éster + Glicerol
1ª Generación
2ª Generación
3ª Generación
Bioetanol de semillas
Bioetanol de azúcar
BIODIÉSEL
Bioetanol celulósico
Biodiesel de
macroalgas
Bio- combustibles
de microalgas
Combusti-bles
sintéticos
TIPOS DE
TRANESTERIFICACION Transesterificación con Catálisis Básica
Transesterificación con Catálisis Ácida
Transesterificación con Catálisis Enzimática
H2SO4, HCl, H3PO4
KOH, NaOH
Lipasas Candida, Penicillium
Reacción de
Transesterificación
Transesterificación con Catálisis Básica
Transesterificación con Catálisis Básica
PRODUCCION DE BIODIÉSEL
Decantador Glicerina
Lavado
Biodiesel
Alcohol +
Catalizador
Reactor
Pretratamiento de la Materia Prima
Productos de Reacción
Residuo algal • Extracción de aceite del algal
• Transesterificación de ese aceite
Transesterificación del
aceite algal
• Exceso de metanol • En presencia de hexano
Transesterificación in-situ
• Aceite • Alga
Transesterificación con
microondas Residuo
PELLETS Y
ACUICULTURA
PRODUCCION DE BIODIÉSEL
Extracción del aceite
Decantación
Reactor
Microondas
Variables de operación: Temperatura: 60ºC Tiempo de reacción: 3h / minutos Metanol. (12 :1; 15:1) % de catalizador (NaOH ) en masa de aceite/materia sólida. (1%, 2%)
BIODIÉSEL DE MACROALGAS Y MICROALGAS
CARACTERIZACIÓN DE LAS MACROALGAS-MICROALGAS: v Determinación del contenido en humedad y materiales volátiles (UNE-EN ISO 665:2000). v Determinación del contenido en aceite (UNE-EN ISO 734-1:2006) CARACTERIZACIÓN DEL ACEITE DE ALGAS: v Determinación de ácidos grasos:
§ Preparación de ésteres metílicos de ácidos grasos (UNE-EN ISO 5509:2000). § Determinación de los ésteres metílicos de ácidos grasos (UNE-EN ISO 14103:2003 y UNE-EN ISO 5508:1990).
v Peso molecular del aceite v Índice de yodo (UNE-EN 14214:2008)
CARACTERIZACIÓN DEL RESIDUO ALGAL: v Determinación del contenido en humedad (UNE-CENT/TS 14774-2 EX). v Determinación del poder calorifico (UNE 164001 EX)
PRETRATAMIENTO DE MACROALGAS Y MICROALGAS
RECOLECCION DE
MACROALGAS DE LA PLAYA
LAVADO SECADO TRITURADO
CULTIVO DE
MICROALGAS
RECOLECCION COSECHA
FILTRADO MICROALGA
MACROALGA
BIODIÉSEL DE MACROALGAS GALLEGAS
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nte
nid
o e
n a
ceite
(%
)
Especies 1: Fucus spiralis; 2: Saccorhiza polyschides; 3: Sargassum muticum; 4: Codium tomentosum; 5: Ulva rigida; 6:Enteromorpha intestinalis; 7: Ascophyllum nodosum; 8: Pelvetia canaliculata; 9:Heterosiphonia plumosa; 10: Calliblepharis ciliata; 11: Ceramium rubrum; 12:Polysiphonia lanosa; 13: Bifurcaria bifurcata; 14: Plocamium cartilagineum.
Bifurcaria bifurcata Ascophyllum nodosum Pelvetia canaliculata
RESIDUO ALGAL : 1200
Tm/AÑO
Gestión de residuos 1200 Tm/year
DIRECTA TRANSESTERIFICACION
(3%): 36 Tm BIODIESEL/año
PELLETS (97%): 1164 Tm
PELLETS/año
0.02 €/kg -21500 €/año
0.015 €/kg +17500 €/año
0.02 €/kg -20500 €/año
BALANCE ECONOMICO: MACROALGAS
RESUMEN BIODIÉSEL DE MACROALGAS GALLEGAS
Macroalgas acumuladas en playas y arenales El aceite de macroalgas genera biodiesel con un bajo índice de yodo. Extracción y transesterificación por separado ó en una sola etapa. El residuo algal se puede aprovechar en su totalidad para generar energía (pellets).
Aprovechamiento integral de un residuo
EL PROCESO DE OBTENCIÓN DE
BIODIESEL A PARTIR DE ALGAS ES
TOTALMENTE FACTIBLE PARA SU USO
EN MEZCLAS CON DIESEL O
BIODIESEL.
Macroalgas, solución actual a cultivos energéticos, con una producción de biodiesel de 2.000 tn/año sólo en Galicia. El aceite de macroalgas genera biodiesel con un bajo índice de yodo. Extracción y transesterificación en una sola etapa. El residuo algal se puede aprovechar en su totalidad para generar energía.
EL PROCESO DE OBTENCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE ALGAS ES TOTALMENTE FACTIBLE PARA SU USO EN MEZCLAS CON DIESEL O BIODIESEL.
Nuevos Procesos para obtención biodiesel
BIODIÉSEL DE MICROALGAS
Contenido en aceite de algunas microalgas (% dry wt)
Botryococcus braunii 25–75 Chlorella sp. 28–32 Crypthecodinium cohnii 20 Cylindrotheca sp. 16–37 Dunaliella primolecta 23 Isochrysis sp. 25–33 Monallanthus salina N 20 Nannochloris sp. 20–35 Nannochloropsis sp. 31–68 Neochloris oleoabundans 35–54 Nitzschia sp. 45–47 Phaeodactylum tricornutum 20–30 Schizochytrium sp. 50–77 Tetraselmis sueica 15–23
Cepas suministradas
Decantador
Columna de destilación
Glicerina
Lavado
Disolvente
Biodiesel
Disolvente Alcohol Catalizador
Reactor
Pretratamiento de la Materia Prima
Productos de Reacción + Disolvente
Residuo algal
Nuevos Procesos para obtención biodiesel
• Tamaño, forma y condiciones
de flujo del estanque
• Composition de medio de
cultivo
• Velocidad de crecimiento del
microalga
• Cultivo y extracción del aceite
del microalga
• Transesterificación: proceso y
condiciones
• Condiciones de agitación
• Suministro CO2 :Captura CO2
• UNE 5509:2000
PLANTA PILOTO: ASPECTOS A CONSIDERAR
BIODIÉSEL DE MICROALGAS
ISOCHRYSYS GALBANA T-ISO
NANNOCHLOROPSIS GADITANA
SPIRULINA PLATENSIS
!
PROCESO DE TRANSESTERIFICACIÓN: v Transesterificación con catálisis alcalina.
v Influencia del hexano en la reacción.
Nuevos Procesos para obtención biodiesel
Condiciones optimas Algas = 1000 g. Temperatura = 60ºC. Tiempo = 11 horas. Aceite-metanol = 1:300. NaOH = 1% en peso de aceite. Hexano = 2,5 l.
Fucus Spiralis + Pelvetia Canaliculata
RESUMEN BIODIÉSEL DE MICROALGAS
MICROALGAS CULTIVADA EN PLANTA PILOTO Dificultad para mantener monocultivos con altos rendimientos de Biomasa. La selección de cepas de microalgas oleaginosas.
El consumo elevado de energía para los distintos procesos de bombeo,
transferencia de gases, mezclado,recolección y deshidratación de la
biomasa. Extracción y transesterificación por separado ó en una sola etapa. Método tradicional Método microondas
3 horas
3 minutos