Presentacion Algas Chlorella Vulgaris

5/25/2018 Presentacion Algas Chlorella Vulgaris

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Anlisis integral de una biorefinera a partir de microalgasChlorella vulgaris

JUAN JACOBO JARAMILLO OBANDO. Ing. Qco. MsC

RICARDO AUGUSTO TOLOSA CORREA. Ing. Civil. Esp. MsC

CARLOS ARIEL CARDONA ALZATE. Ing.Qco. MSc. Ph.D.

FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MANIZALES


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Microalga

Biodiesel

Omega 3

Gas de sntesis

Introduccin

Bioetanol Electricidad


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Introduccin

Entre los gneros de microalgas que generan mas aceite (en base

seca) se destacan Botryococcus Braunii (25-75%), Chlorella sp (28-32%), Schizochytrium sp (50-77%)1.

A su vez, entre los gneros de microalgas con mayor cantidad de

almidn (en base seca) se encuentran Chlamydomonas reinhardtii

UTEX 90 (53%), Chlorella vulgaris (12-37%), Spirulina fusiformis 37.3-

56.1%).2

La produccin de microalgas

involucra no slo el cultivo sino larecoleccin de biomasa y la

extraccin de metabolitos

1. Chisti, Y., Biodiesel from microalgae. Biotechnology Advances, 2007. 25: p. 294-306.2. Rojan P. John, G.S.A., K. Madhavan Nampoothiri, Ashok Pandey, Micro and macroalgal biomass: A renewable source for bioethanol


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Introduccin

Microalga


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3. Metodologa

Seleccin Microalgas

Chlorella Vulgaris

Recoleccin de Informacin

Modelacin-Simulacin

Prediccin dePropiedades

Fisicoqumicas

Algoritmo de Marrero-GaniNational Institute OfStandards of Technology

(NIST)Modelo de Clculo

termodinmico(NRTL-HOC)

Balances deMateria yEnerga

(ASPEN PLUS)

Cultivo y Extraccin deMetabolitosProduccin de BiodieselProduccin de Bioetanol

Evaluacin Econmica(ASPEN ECONOMIC ANALYZER)

Evaluacin Ambiental(WAR)

Tasa de inters anual de 17% e impuestos del33%.Las cargas operativas como costo de unoperador y de un superviso fueron en 2,14USD/h y 4.29 USD/h, respectivamente.Los costos de electricidad, agua potable,vapor de alta y baja presin son 0,0304USD/kWh, 1,25 USD/m3, 8,18 USD/ton.


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4.1. RESULTADOS

Modelacin-Simulacin del Cultivo de MicroalgasChlorella vulgaris


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Purificacin de CO2, Cultivo, Recoleccin y Extraccin de aceites de microalgasChlorella Vulgaris

Rendimiento: 37 % Kg de aceite por Kg de microalga en base secaGasto Energtico: 3.7 MJ/Kg de microalga en base seca

Energa de Intercambio: 3.2 MJ/Kg de microalga en base seca

Materia

Prima

Flujo

(Kg/h)

Gases de

combustin8621

Nutrientes 108.301

Entradas

Productos Flujo

(Kg/h)

Aceite de

microalga

347.382

Pasta de

microalga

593.105

Salidas

Juan Jacobo Jaramillo Obando, Carlos Ariel Cardona Alzate, Javier Mauricio Naranjo, "Growth and Oil Extraction from Chlorella vulgaris: ATechno-Economic and Environmental Assessment" .Industrial &Amp; Engineering Chemistry Research ISSN: 1520-5045 ed: American

Chemical Society v.51 fasc.31 p.10503 - 10508 ,2012


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Purificacin de CO2, Cultivo, Recoleccin y Extraccin de aceites de microalgasChlorella Vulgaris

51% MateriaPrima

16% Fluidos deservicio

16% Mano deObra y

Mantenimiento

2% cargosoperacionales

8% Gastos

indirectos 7% Costosgenerales yAdministrativos

Costo Total de aceite obtenido (USD/L) Costo Total de aceite reportado g(USD/L)

0,504 0,6

g. Campbell P. et al. Life cycle assessment of biodiesel production from microalgae in ponds. Bioresource Technology 102 (2011)5056


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4. RESULTADOS

Modelacin-Simulacin de laProduccin deBiodiesel de Microalga Chlorella vulgaris


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Diagrama de flujo de proceso para la produccin de Biodiesel de aceite de microalgaChlorella Vulgaris utilizando catlisis bsica.

MateriaPrima (kg/h)

Aceite 1000

Contenidode FFA (%

wt)4%

Humedad (%

wt)

0%

Metanol 207.77

NaOH 9.29

Agua 1400

H2SO4 20.75

Entradas

Productos(kg/h)

Biodiesel@>99% wt

1014.62

Glicerol@>88% wt

127.33

Aguas de

residuo

1062.

20Na2SO4 17.03

Salidas


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Aceite de

Jatrofa

Aceite

de

Palma

Aceite de

Microalga

Aceites

usados

Aceite

de sebo

USD/L USD/L USD/L USD/L USD/L

Costo de materias primas 0.325 0.426 0.504 0.139 0.186

Costo Total Utilidades 0.022 0.021 0.022 0.052 0.044

Labor Operativa 0.008 0.008 0.008 0.009 0.008

Mantenimiento 0.005 0.004 0.005 0.002 0.002

Cargas Operativas 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002

Gastos generales 0.006 0.006 0.006 0.006 0.005

Costos generales y

administrativos 0.039 0.037 0.038 0.008 0.010

Costo subtotal 0.41 0.51 0.585 0.22 0.26

Crdito por venta de

electricidad- 0.25 - 0.17 - 0.28 0.000 0.000

Costo total incluyendo

Cogeneracin0.16 0.34 0.31 0.22 0.26

Resultados de la Evaluacin econmica para laproduccin de biodiesel usando catalizador bsico


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Anlisis de impacto ambiental para la produccin de biodiesel a partir de

diferentes materias primas


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4. RESULTADOS

Modelacin-Simulacin de la Produccin deBioetanol a partir de pasta de microalga Chlorella

vulgaris


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Se utiliz las tecnologas mas usadas de deshidratacin de etanol: TamicesMoleculares (Colombia) y Destilacin Extractiva (Brasil)

a.

Desh

idratacinpor

TamicesMoleculares

b

.Deshidratacinpor

D

estilacin-Extract

iva


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Destilacin Extractiva Tamices Moleculares

Etanol 99,8 % USD/L USD/L

Costo de produccin 2,076 1,352

PorcentajeCostos(%)


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Evaluacin ambiental de la produccin de etanol demicroalga Chlorella vulgaris


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Microalga

Comparacin del impacto ambiental de la produccin de Bioetanol a partir de maz-caay microalgas


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RELACIONES DE PRECIO DE VENTA EN COLOMBIA DE BIODIESEL Y BIOETANOLDE MICROALGA CHLORELLA VULGARIS VS COSTO DE PRODUCCIN


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PALMA MICROALGA(Chorella Vulgaris)

Rendimiento

de aceite por

Ha [Ton/Ha]

2.1 67.5

rea

Requerida

403,684 12,533

Trabajos

Creados 80,737 2,507

*Produccin de aceite en Colombia para cubrir la demanda de de biodiesel: 846,000 Ton.

Fuente: Federacin Nacional de Biocombustibles Colombia 2010

Comparacin del Aceite de Palma yMicroalga para la produccin de Biodiesel en

Colombia*

4 2 RESULTADOS


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4.2. RESULTADOS

Hacia una Biorefinera sostenible a partir demicroalgas Chlorella vulgaris

Posible esquema de Biorefinera Integrada


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Planta 1

Planta 2

Posible esquema de Biorefinera Integrada

P i E i I i i l


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PlantaCosto

(USD/ao) ProductoGanancia

(USD/ao)

1 6095.943

Biodiesel 9069.460

Glicerol gradoUSP

405.604

2 408.094 Etanol 365.773

Total 6504.067 Total 9840.836

Margen de Ganancia:34%

Proyeccin Econmica Inicial

5 CONCLUSIONES


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5. CONCLUSIONES

Por primera vez se logr identificar el potencial que podran tener las microalgas en

especial Chlorella vulgaris y Schizochytrium sp en la realidad tcnica, econmica,ambiental y social de forma integral.

Efectivamente, producir Biodiesel de microalga es viable, sin embargo un aspecto aconsiderar es el impacto social que generara su uso y que influye directamente en lageneracin de empleo

Debe evaluarse la tecnologa en desarrollo debido a la madurez de otros procesospara dicho fin deben ser analizados con detenimiento.

Se puede determinar que es viable en el contexto colombiano la implementacin deuna biorefinera multiproducto a partir de microalgas.

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