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Título : PRODUCCIÓN DE BIODIESEL POR MICROALGAS, COMO UNA ESTRATEGÍA DE FUENTES ALTERNAS DE ENERGÍA
Autor : DR. ORTIZ UBILLA., ARTURO
DRA. AMEZCUA ALLIERI., MYRIAM A.
ARMENDÁRIZ GALVÁN, JESÚS FIDEL
Palabras clave : BIODIESEL
MICROALGAS
ENERGÍA
FUENTES ALTERNAS
Fecha de publicación : 20-may-2011
Resumen : In the last four decades, the society has decided to reduce its dependence on oil and coal. This problem makes renewable energy to look with a heightened visibility in the future. Within this category is bioenergy, which is the conversion of biomass into fuels (biodiesel and bioethanol) for power generation. Nowadays the idea to use microalgae biomass creates expectations and confidence in a short-term to be considered the first economical way to produce biomass, collection of oils and biodiesel production because it costs less than conventional processes. Initially it was evaluated the growth of the microalgae Chrorella protothecoides in different culture media, finding that the modified Bold Basal Medium is the most suitable for cultivation the microalgae. Subsequently it was evaluated the growth of microalgae Chlorella vulgaris and Chlorella protothecoides at scaling level, starting from the purification of the strain, growth in test tube, Erlenmeyer Flasks with the capacities of 100, 500 y 1000 mL up to a 20 liter jug. Results for both species of microalgae showed good growth, with an increased in total solids (greater biomass productivity). Chlorella protothecoides culture, began with a cell density of 1, 00 X 105 cell mL-1 (flask and jug). The growth showed a similar trend (flask and jug), with a lag phase, which ended on day 7 (5,95 X 105 cell mL-1) for flask and 1,42 X105 cell mL-1 in the day 3 for jug; the exponential phase lasted 29 days (9,48 X 106 cell mL-1) (flask) and de 1,10 X106 cell mL-1 of 16 days for jug. The stationary phase appeared after 30 days (9.42 X106 cell mL-1) (flask) and of 2,80 X 106 cell mL-1 from day 24 (jug). For Chlorella vulgaris culture, initiated with a cell density of 5,00 X 104 cell mL-1 for flask and 1,00 X 105 cell mL-1 for jug. The growth showed a similar trend with a lag phase which ended on day 2 (5,28 X 105 cell mL-1) (flask) and 1,16 X105 cell mL-1 in day 4 (jug); The exponential phase lasted 13 days (2,50 X 107 cell mL-1) (flask) and 1,11 X 107 cell mL-1 after 33 days (jug). The stationary phase occurred after 14 to 18 days (2,12 X107 cell mL-1) (flask) and 1,09 X 107 cell mL-1 after 38 days (jug). Finally the last phase of experimentation consisted of the standardization of the methodology to assessing of the growth of the microalgae C. vulgaris and C. protothecoides at massive scale (jugs of 20 liters) through the monitoring of growth kinetics, physicochemical parameters and biomass production. Finally, was assessed the number of carbons obtained from the oil produced in the three systems (carboy 1, 2 and 3) of C. protothecoides, while for C. vulgaris only the carboy 2. Therefore, in this research are given the necessary foundation for the cultivation of microalgae, oil extraction and production of biomass for energy purposes.
Descripción : En las últimas cuatro décadas, la sociedad ha decidido disminuir su dependencia al petróleo y al carbón. Esta problemática hace ver a la energía renovable con una mayor proyección en el futuro. Dentro de este rubro se encuentra la bioenergía, que es la conversión de biomasa en combustibles (biodiesel y bioetanol) para la generación de energía. Actualmente la idea de utilizar biomasa de microalgas crea expectativas y confianza en una solución a corto plazo, siendo considerada la primera forma económica de producir biomasa, obtención de aceites y producción de biodiesel, debido a que el costo es menor que los procesos convencionales. Inicialmente se evaluó el crecimiento de la microalga Chlorella protothecoides en diferentes medios de cultivo, encontrándose que el Medio Basal de Bold modificado es el más apropiado para el cultivo de la microalga. Posteriormente se evaluó el crecimiento de Chlorella vulgaris y Chlorella protothecoides a nivel de escalamiento, iniciando desde la purificación de la cepa, crecimiento en tubo de ensayo, matraz Erlenmeyer de 100, 500 y 1000 mL hasta un garrafón de 20 litros. Los resultados para ambas especies de microalgas mostraron un buen crecimiento, existiendo un aumento en los sólidos totales (mayor productividad de biomasa). Los cultivos para Chlorella protothecoides, se iniciaron con una densidad celular de 1,00 X 105 cel mL-1 (matraz y garrafón). El crecimiento presentó una tendencia similar (matraz y garrafón), con una fase de latencia que culminó el día 7 (5,95 X 105 cel mL-1) (matraz) y de 1,42 X105 cel mL-1 en el día 3 (garrafón); la fase exponencial duró 29 días (9,48 X 106 cel mL-1) (matraz) y de 1,10 X106 cel mL-1 de 16 días (garrafón). La fase estacionaria se presentó después de los 30 días (9,42 X106 cel mL-1) (matraz) y de 2,80 X 106 cel mL-1 a partir del día 24 (garrafón). Para Chlorella vulgaris, los cultivos se iniciaron con una densidad celular de 5,00 X 104 cel mL-1 (matraz) y de 1,00 X 105 cel mL-1 (garrafón). El crecimiento presentó una tendencia similar de crecimiento, con una fase de latencia que culminó el día 2 (5,28 X 105 cel mL-1) (matraz) y de 1,16 X105 cel mL-1 en el día 4 (garrafón); la fase exponencial duró 13 días (2,50 X 107 cel mL-1) (matraz) y 1,11 X 107 cel mL-1 de 33 días (garrafón). La fase estacionaria se presentó después de los 14 a 18 días (2,12 X107 cel mL-1) (matraz) y de 1,09 X 107 cel mL-1 después de los 38 días (garrafón). La última fase de experimentación consistió en la estandarización de la metodología para evaluar el crecimiento de C. vulgaris y C. protothecoides a nivel masivo (garrafones de 20 litros), monitoreando sus cinéticas de crecimiento, parámetros fisicoquímicos y producción de biomasa. Finalmente, se evaluó el número de carbonos obtenidos en el aceite producido en los tres sistemas (carboy 1, 2 y 3) de C. protothecoides, mientras que para C. vulgaris solamente el carboy 2. Por lo tanto, en el presente trabajo de investigación se dan los fundamentos necesarios para el cultivo de microalgas, obtención de aceite y producción de biomasa con fines energéticos.
URI : http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/12709
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