Kona Demonstration Facility (KDF) – La biorrefinería algal a escala demostración de Cellana
Nombre
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Kona Demonstration Facility (KFD)
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Empresa
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Localización
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Kona (Isla Grande de Hawái, USA)
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Categoría
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Demostración
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Estado
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Operación
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Plataformas
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Aceites
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Materias primas
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Microalgas
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Productos
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Biocombustibles (ReNewTM Fuel), ácidos
grasos omega 3 (ReNewTM Omega-3) y
piensos (ReNewTM Feed)
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Puesta en marcha
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2009
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Capacidad de producción
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15 toneladas de biomasa algal desde 2010 para pruebas y desarrollo de
negocio (Referencia 2, marzo 2015)
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Figura 1. Vista área de la KDF (extraída de la
Referencia 2)
INFORMACIÓN GENERAL
Cellana es una empresa fundada en Hawái centrada en
el desarrollo de biocombustibles y bioproductos basados en algas (piensos, cosméticos
y otros productos químicos) y en la reducción de las emisiones industriales de
CO2. Para conseguir estos objetivos, pretende construir y operar
biorrefinerías algales a escala comercial.
Desde 2009, Cellana opera su KDF en la Isla Grande
de Hawái. Se trata de un emplazamiento de 2,5 ha (1.600 m2 y 1 ha de
sistemas de cultivos) en Kona con aproximadamente 1 Ml de capacidad de cultivo.
KDF está diseñado para ejecutar y apoyar todas las etapas del proceso de
producción a escala demostración.
TECNOLOGÍA DE CULTIVO
En KDF, las algas se cultivan en el sistema híbrido
patentado de Cellana (tecnología ALDUO™ cubierta por las patentes USA 7,770,322 y 5,541,056) usando una combinación de fotobiorreactores (25.000
L) y estanques abiertos de agua marina (60.000 L). Los fotobiorreactores
aseguran una producción continua de biomasa con máxima división celular y bajo
riesgo de contaminación (etapa rica en nutrientes). La biomasa de los
fotobiorreactores se inocula en los estanques abiertos para la generación de
lípidos intracelulares en un ciclo de 3-4 días (etapa pobre en nutrientes). Típicamente,
la acumulación de aceite en las algas tiene lugar en periodos de estrés
ambiental lo que incluye condiciones de deficiencia de nutrientes. En la fase
de crecimiento en los estanques abiertos, se genera un ambiente pobre en
nutrientes para maximizar la producción de aceite.
Figura
2. Fotobiorreactores (izquierda) y estanques abiertos (derecha) en la
KDF (extraída de la Referencia 3)
La tecnología de Cellana optimiza las condiciones
de cultivo para mejorar la eficiencia usando una turbulencia óptima en el agua
y un uso efectivo de los nutrientes seleccionados. Todos los trasiegos de
fluidos relacionados con los procesos de cultivo y cosecha en el KDF son
operados y monitorizados mediante un sistema de control remoto.
MODELO DE BIORREFINERÍA
Las algas se cosechan en su totalidad cuando los
nutrientes se han agotado mediante un sistema de decantación (5-8% de contenido
en sólidos). Posteriormente, se llevan a cabo procesos de centrifugado (15-20% de
contenido en sólidos) y secado (95% de contenido en sólidos) para reducir el
contenido de agua. Después de la cosecha y de la disrupción celular, se
obtienen dos corrientes: aceite algal y biomasa residual.
El modelo de negocio de biorrefinería de Cellana se
basa en tres productos obtenidos a través del refino de las dos corrientes
antes mencionadas:
- ReNewTM Fuel: Aceite a granel para aplicaciones relacionadas con los biocombustibles. Como el aceite algal está compuesto básicamente por triglicéridos y ácidos grasos, es posible utilizar varias tecnologías de conversión para transformarlos en biocombustibles incluyendo la transesterificación y el hidrotratamiento.
- ReNewTM Omega-3: Aceites de alto valor para la nutrición humana como los ácidos grasos poliinsaturados DHA y EPA (ácidos grasos omega-3) vendidos como productos nutracéuticos, farmacéuticos o aditivos para piensos y alimentos.
- ReNewTM Feed: La biomasa residual y los carbohidratos pueden ser usados para preparar alimentos para peces o piensos para acuicultura y ganado.
Figure 3. Modelo de biorrefinería algal de Cellana (extraída de la Referencia 4)
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REFERENCIAS
1 www.cellana.com (consultada el 7 de mayo 2016).
2
D. Anton: “Advancing Commercialization of
Algal Biofuels through Increased Biomass Productivity and Technical Integration”
(Presentation). DOE BETO 2015 Project Peer Review, Algae Platform Review, March
25, 2015.
3
V. Harmon: “As Easy as “ABC” -- Always Be
Commercializing: Cellana’s Multiproduct, BiorefineryBased Business Model:
Today, Tomorrow and in the Future” (Presentation). Algae Biomass Summit,
September 29 – October 2, 2014, San Diego.
4
J. Obbard: “Cellana” (Presentation). Hawaiʻi
Pacific University and Oceanic Institute, 2011.
5 X. Bai, E. Knurek, N. Goes, L. Griswold: “Algal Lipids and Omega-3 Production via
Autotrophic and Heterotrophic Pathways at Cellana's Kona Demonstration
Facility, Hawaii” (Poster). Algae Biomass Summit 2012, Denver.
