Los investigadores estadounidenses producen algas biopetroleo en menos de un minuto

Utilizando los últimos avances en tecnología basada en algas, los investigadores estadounidenses han descubierto que pueden producir biocombustibles a partir de algas en menos de un minuto. Desarrollaron un proceso que es capaz de producir biocombustibles con calidad de petróleo con un impacto ambiental muy bajo. El proceso implica dos pasos: los sistemas húmedos y de alta presión. Chlorella pyrenoidosa es las algas primarias utilizadas en el proceso.

Sistema de alta presión

El combustible de algas se puede hacer a altas presiones de 3.000 libras por pulgada cuadrada y 350 grados centígrados. Aunque el proceso no es barato y no se puede hacer en un hogar, la energía que produce es útil para las centrales eléctricas, el combustible del vehículo y la electricidad. El sistema de combustible de algas de alta presión puede producir el 70% del carbono en una gasolina típica. También se puede usar como combustible alternativo para aviones.

El proceso utilizado para producir petróleo crudo es complicado. Métodos anteriores se basaban en algas de secado y agregar productos químicos para extraer los lípidos. Pero estos métodos eran difíciles, llevaban mucho tiempo y caros. Ahora, se está desarrollando un nuevo método que elimina dos pasos del proceso de laboratorio. Es posible crear biocombustible a altas presiones utilizando algas que ya se cultivan. Los científicos están explorando formas de hacer que el proceso sea más barato y más eficiente tomando los productos de desecho de lotes anteriores y usándolos para fertilizantes.

Los investigadores han patentado la tecnología y están trabajando para desarrollar una planta piloto que pueda producir un petróleo crudo útil en menos de una hora. Este aceite se puede refinar en combustible de aviación, gasolina, aceite de calentamiento y fracciones diesel. Una vez hecho esto, las algas se pueden cosechar y las aguas residuales recicladas para cultivar más algas. Estos experimentos podrían ser un paso significativo hacia un biopetroleo de algas en un sistema de minutos.

En un experimento reciente, los investigadores encontraron que el crecimiento de algas se acelera cuando las presiones aumentan a 670 MBAR. Las algas también exhibieron un crecimiento exponencial a esta presión. Esto es posible porque las condiciones óptimas para el crecimiento de algas se lograron a esta presión. Este es el primer paso para desarrollar combustible de algas. Una vez que se desarrolla la tecnología, podría revolucionar la industria de los biocombustibles.

Método húmedo

El proceso de producción de combustible de algas a partir de algas requiere varias etapas. La primera fase es la sedimentación, que implica agitación y asentamiento. Después de este paso, hay otros pasos necesarios para completar la separación. Este video proporciona una visión general de estos pasos y el proceso de recolección y extracción de algas. En última instancia, lo ayudará a determinar la mejor manera de crear algas biocombustibles. Los siguientes son algunos de los beneficios del biocombustible de algas.

En el experimento actual, un conector de tubería de acero que contiene 1,5 mililitros de algas húmedas se baja en un tanque de 1.100 grados Fahrenheit Sand. Esto asegura que las algas se calentarán suficientemente. Un minuto después, las algas deberían haber alcanzado temperaturas que han rozado la marca de 550 grados. En experimentos anteriores, el proceso ha tomado entre 10 y 90 minutos. Los mejores resultados se obtuvieron a 570 grados después de diez a 40 minutos.

Investigadores de la Universidad de Michigan Engineering han desarrollado un proceso que convierte las algas en Biocrude en menos de un minuto. Este método podría reemplazar los procesos de producción de combustibles fósiles naturales y reducir los costos de producción. El equipo detrás de este proyecto está dirigido por Phil Savage, profesor de ingeniería química de Arthur F. Thurnau en Michigan Engineering. Las algas que usan son microalgas marinas verdes en el género Nannochloropsis.

Las algas utilizadas en este método están compuestas principalmente de glucoproteínas y matriz específica de polisacárido. La hidrólisis de los enlaces B-glucosídicos es responsable de la reducción de los grupos de éter. Las algas en este método son más eficientes que otros métodos convencionales para capturar la energía solar. Crecen mucho más rápido que otros cultivos y requieren menos agua que las plantas convencionales. También son altamente eficientes en el secuestro de CO2 y el tratamiento de aguas residuales.

Chlorella Pyrenoidosa

Se seleccionó una alga verde de agua dulce, Chlorella pyrenoidosa, para este estudio. Se obtuvo del Centro Nacional de Microorganismos Industriales en Pune, India. El medio de cultivo utilizado para este estudio se modificó con NA2EDTA y se esterilizó a 120 grados durante 20 minutos. Luego se preparó un medio de cultivo celular para medir las concentraciones de clorofila A y B.

Los investigadores estudiaron dos especies de microalgas que producen biocombustibles de algas: Chlorella pyrenoidosa y Scenedesmus abundans. En las aguas residuales de las granjas porcinas, ambas especies pudieron reducir los iones metálicos. Este es un desarrollo prometedor tanto para la producción de biodiesel como para la eliminación de la contaminación de metales pesados. El estudio también demostró que Chlorella pyrenoidosa tiene excelentes propiedades de crecimiento y eliminación de nutrientes.

La cepa comercial de Chlorella se aclimató a las aguas residuales de las aves de corral antes de la cultura. Luego, se colocó en una columna de burbujas de vidrio que contenía 0,6 l de caldo de algas. Se controlaron las condiciones de crecimiento y se usaron lámparas fluorescentes blancas en frío. La intensidad de la luz en el caldo de algas era de alrededor de 100 mmol M-2S-1. El tiempo de cultura fue de ocho días.

A pesar de ser una alga verde comestible, Chlorella pyrenoidosa contiene muchos compuestos bioquímicos únicos y valiosos. La proteína que se encuentra en las algas se puede utilizar para hacer una gama de productos, incluidas bebidas, alimentos y medicamentos. Por ejemplo, el aceite producido por Chlorella pyrenoidosa también se puede utilizar en la producción de biodiesel y etanol.

Se cree que los beneficios nutricionales de Chlorella se deben a su sinergia de antioxidantes y nutrientes. Aunque aún se desconoce la composición exacta de Chlorella, los estudios han revelado que tiene efectos positivos sobre la presión arterial. Uno de los estudios más impresionantes a este respecto se realizó en Japón y descubrió que Chlorella mejora la saturación de oxígeno. El grupo de placebo no tuvo tal efecto.

Pre-refinamiento

Los científicos de Michigan Engineering han desarrollado una forma de pre-refinar algas en solo un minuto y convertir el 65 por ciento en Biocrude. El objetivo es imitar el proceso de fabricación de petróleo crudo utilizando algas naturales como nannocloropsis. Este método tiene muchas ventajas, incluidos los costos de producción más bajos y el impacto ambiental mínimo. Pero todavía no es un producto comercial, y los investigadores planean probarlo en condiciones del mundo real.