Presentacion Algas Chlorella Vulgaris
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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.