ES2532236B1 - Instalación para la obtención de biomasa mediante el cultivo de algas y la obtención de biorefino para la producción de bioaceite y bioproductos y procedimiento para su obtención - Google Patents

Instalación para la obtención de biomasa mediante el cultivo de algas y la obtención de biorefino para la producción de bioaceite y bioproductos y procedimiento para su obtención Download PDF

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    • C12M43/02—Bioreactors or fermenters combined with devices for liquid fuel extraction; Biorefineries

Abstract

La presente invención describe una instalación para la obtención de biomasa mediante el cultivo de algas y la obtención de biorefino para la producción de bioaceite y bioproductos y el procedimiento para su obtención, mediante un proceso cerrado axénico en fotounidades. En la instalación se recrea un medio de cultivo similar al que puede encontrarse en las aguas marítimas naturales, en las que se desarrollan los microrganismos y que se basa en el empleo de agua de mar o salobre, radiación solar natural o artificial, vitaminas, nutrientes, un suministro estacionario de CO{sub,2} y en las recirculaciones tanto de CO{sub,2} como de agua que se producen en todas las etapas intermedias del proceso. El procedimiento de producción permite que en la instalación se puedan practicar divisiones de las fotounidades de tal manera que en estas puedan cultivarse diferentes clases de microalgas unicelulares, esto es que en los fototubos que componen dichas unidades solo haya un tipo de alga unicelular. Las extracciones se realizan en ciclos de 12 a 16 horas a partir de la primera extracción de biomasa por lo que la producción de productos bionutritivos y bioenergéticos se encuentra en funcionamiento continuo y se obtiene un rendimiento del 95% de producción de biomasa.

Description

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Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
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    1.-Instalación para la obtención de biomasa por cultivo de algas, y de biorefino para la producción de bioaceite y bioproductos, caracterizada por que comprende:
    •
    1 tanque de acumulación de agua de mar (21), a partir del cual se emplea dicho agua de mar en el proceso de cultivo;
    •
    1 electrobomba automática (22) que circula el agua desde la acumulación hasta una siguiente fase;
    •
    1 unidad desaladora (23);
    •
    1 unidad de desinfección del agua (24);
    •
    1 tanque de almacenamiento (25) para el exceso de agua limpia;
    •
    1 cámara ultravioleta (26);
    •
    5 tanques de alimentación de nutrientes (27);
    •
    1 tanque de mezcla (28) en el cual se produce una mezcla uniforme de agua y nutrientes;
    •
    1 tanque de retorno del agua (29);
    •
    1 unidad de captura de gases (30);
    •
    1 unidad de filtración de CO2 (31) que separa CO2 de NOx y SOx, presentes en los gases;
    •
    1 tanque de mezcla de CO2 preparado (32);
    •
    1 enfriador y regulador de presión de CO2 (33), en que dicho CO2 va a entrar en un proceso de cultivo;
    •
    1 compresor de aire (34);
    •
    1 estructura rectangular de una fotounidad realizada en acero, embebida 0,5 metros en una cimentación de apoyo de hormigón (1);
    •
    dos filas de 5 a 30 fototubos (2) interiores y/o exteriores, a una distancia entre cada fila de 2 a 5 metros, espaciados dichos fototubos entre 1 y 60 cm, y dispuestos en paralelo;
    •
    1 fototubo de alimentación (3) por cada fotounidad;
    •
    1 fotocirculador (4), situado en el centro y paralelo de cada unidad;
    •
    1 intercambiador de calor (5) por cada fotounidad;
    •
    1 electrobomba (6) por cada unidad;
    •
    1 Unidad de Carga Eléctrica (7) por cada fotounidad paralela;
    •
    1 válvula de entrada (8) para la alimentación de agua y nutrientes;
    •
    1 válvula de entrada (9) de alimentación de CO2 y aire;
    •
    1 válvula de alivio de presión (10) que permite el escape de oxígeno a la atmósfera;
    •
    1 separador de gas (11) que separa CO2 y O2 ;
    •
    1 unidad sensora (12) de medida del nivel del agua en cada fototubo;
    •
    1 unidad sensora de medición del pH, salinidad, temperatura, turbidez, CO2, oxígeno y entrada de nutrientes (13);
    •
    1 densímetro (14) para medición del cultivo;
    •
    1 manómetro (15) que controla presiones dentro de los fototubos;
    •
    1 grifo de salida de cultivo por fototubo (16);
    •
    1 red de tuberías de recirculación (17) para cada fotounidad;
    •
    1 red de tuberías de recirculación (18) para cada fotounidad;
    •
    3 lámparas de alumbrado artificial (19) por fotounidad, de ayuda a un proceso de fotosíntesis dentro de los fototubos;
    •
    1 panel de control (20) por fotounidad en paralelo;
    •
    1 primera unidad de separación (35) de agua de una fracción sólida;
    •
    1 tanque de acumulación (36) para el cultivo, que contiene el producto de salida de una primera separación;
    •
    1 unidad de centrifugación (37) capaz de separar agua de los sólidos;
    •
    1 transportador (38) capaz de transportar biomasa de una fase a la siguiente;
    •
    1 Punto de Recogida (38A);
    •
    1 unidad de Secado en Spray (39) de biomasa;
    •
    1 Punto de Recogida de Productos del separador en spray (39A);
    •
    1 unidad de extracción de Productos (40) capaz de extraer lípidos y proteínas;
    •
    1 unidad de fraccionamiento (41) capaz de procesar lípidos;
    •
    1 Punto de Recogida para los Productos Procesados (41A); y
    •
    1 Punto de Recogida de bioaceite (42A), en el cual dicho bioaceite es introducido en barriles.
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  2. 2. Una instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que dichos fototubos exteriores son transparentes, construidos en PVC o Policarbonato, de un tamaño de entre 1 y 10 metros y dispuestos verticalmente dentro de la fotounidad.
  3. 3.-Procedimiento para la obtención de biomasa en la instalación según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
    - preparación previa,
    - cultivo de algas unicelulares autótrofas seleccionadas entre el grupo compuesto por
    Nannochloropsis Oculata, Nannochloropsis Salina, Nannochloropsis Oceánica, Dunaliella Salina y Chaetocerotaceae,y
    - extracción de biomasa.
  4. 4. Un procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por que en dicha preparación previa, en la fotounidad
    -se inyecta una corriente de agua de mar o salobre enriquecida con nutrientes y vitaminas, que previamente ha sido microfiltrada y desinfectada,
    - se introduce una corriente de gas que contiene CO2 que ha sido filtrada, y
    -se introduce un filtrado de algas seleccionadas en unas condiciones de luz solar que permiten llevar a cabo el proceso de fotosíntesis.
  5. 5.
    Un procedimiento según una de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado por que dicho cultivo es completamente axénico en cada fotounidad.
  6. 6.
    Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por que dicha extracción de biomasa se realiza en distintas etapas, siendo que
    -la primera extracción de biomasa tiene lugar entre los 8 y 14 días desde una primera puesta en marcha del procedimiento y se realiza cuando la concentración de biomasa alcanza una densidad que varía entre los 100 y 600 millones de células /ml, y que
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    -a partir de esta primera extracción, las siguientes se realizan de forma continuada cada 12-16 horas.
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