Modelo de biorrefinería basada en algas

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Hay una entrada más reciente y completa sobre este tema: Modelos de biorrefinería - Biorrefinería algal (17/10/2016).

 Las algas pueden ser la base de una biorrefinería eficiente y totalmente integrada. Una biorrefinería algal tiene el potencial para integrar diferentes procesos para la generación de energía, de combustibles y productos químicos. Esta entrada se centrará en ampliar la descripción del modelo de biorrefinería basada en algas que se esbozó al final de la entrada sobre biocombustibles a partir de microalgas. En futuros posts, se irán analizando procesos significativos de las diferentes rutas pero en esta ocasión sólo se tratará de manera general el concepto de biorrefinería algal. Por cierto, aunque el término algal no esté recogido en el diccionario de la RAE, voy a utilizarlo frecuentemente (ya lo he hecho alguna vez en el pasado) para referirme a las tecnologías que toman como base las algas.

Una biorrefinería algal es una instalación que integra las técnicas de conversión de biomasa y el equipamiento necesario para producir biocomustibles, energía limpia y otros productos de alto valor añadido como aceites, proteínas y carbohidratos. El cultivo de algas para generación exclusiva de biodiesel no es viable económicamente con las tecnologías actuales pues su coste es alto en comparación con el de los combustibles convencionales. La integración de procesos que se puede conseguir en una biorrefinería algal, permite reducir esta diferencia de costes:
  • Una biorrefinería basada en algas podría, por ejemplo, producir uno o varios productos químicos o nutracéuticos y grandes cantidades de combustibles para transporte como biodiesel o bioetanol. Con este modelo de biorrefinería algal, la producción de volúmenes relativamente bajos de especialidades químicas de alto valor añadido podría volverse viable y debe ser considerada para determinar la economía del proceso.
  • Al mismo tiempo, tendría capacidad para generar electricidad y calor mediante técnicas de cogeneración para su propio uso o incluso para venta si consiguiese ser excedentaria. Cada una de las principales etapas para generar biodiesel a partir de microalgas (cultivo, secado, extracción y transesterificación), requiere altas cantidades de energía que contribuyen a elevar los costes de producción.
  • El cultivo de las algas también podría combinarse con tecnologías de captura de CO2 para aprovechar los efluentes gaseosos de procesos de generación de energía y reducir los costes por emisión de gases de efecto invernadero.
  • Otra posibilidad sería la integración del cultivo de algas con el tratamiento de aguas residuales.
A continuación, se presentan dos modelos de biorrefinería algal propuestos en la bibliografía que pueden ayudar a fijar el concepto de integración. Sin duda, las posibilidades son muchas y estos son sólo dos ejemplos concretos. Está claro que el empleo de algas como materia prima permite la activación de múltiples rutas que pueden dar lugar a un gran número de posibles combinaciones.

Figura 1. Modelo de biorrefinería algal propuesto en la referencia bibliográfica 1.

Figura 2. Modelo de biorrefinería algal propuesto en la referencia bibliográfica 2.

Finalmente, un pequeño resumen de los productos que se pueden obtener en una biorrefinería y sus aplicaciones en la industria3:
  • Carbohidratros: Bioalcoholes, azúcares, polímeros, electricidad.
  • Lípidos: Biodiesel, cosméticos, ácidos grasos, fluidos dieléctricos.
  • Proteínas: Productos alimentarios, polímeros, productos farmaceúticos.
  • Lignina: Germicidas, adhesivos, ligantes.
  • Sustancias especiales: Pigmentos, vitaminas, antioxidantes, fibras, toxinas, inhibidores, biomarcadores.

REFERENCIAS
1 S.A. Khan, Rashmi: “Algal Biorefinery: a Road towards Energy Independence and Sustainable Future”. International Review of Chemical Engineering (I.RE.CH.E.), Vol. 2, N. 1, January 2010, Special Section on 1st Conference on Chemical Engineering and Advanced Materials (CEAM) VIRTUAL FORUM.
2 K.C: Das, M. Singh, R.L. Claxton: “Algal Biorefinery – Advances in Nutrient Delivery and Conversion Technology”. Algae Bioenergy Research Lab.
3 Á.-D- González, V. Kafarov: “Microalgae based biorefinery: issues to consider”. CT&F – Ciencia, Tecnología y Futuro - Vol. 4 Num. 4, Dec 2011.

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