Producción y aprovechamiento de biogás a partir de microalgas en un concepto de biorrefinería

Zusammenfassung

Las microalgas están levantando grandes expectativas como fuente de biomasa para lageneración de biocombustibles así como para la producción de otros compuestos de altovalor añadido. La producción industrial de este tipo de biomasa producirá una grancantidad de residuos orgánicos que deberán ser tratados de una forma apropiada. Ladigestión anaerobia se presenta como una alternativa para el tratamiento de este tipo debiomasa, generando energía en forma de metano, produciendo dióxido de carbono yreciclando los nutrientes que pueden ser utilizados para el crecimiento de nuevasmicroalgas.En este trabajo se analizó la producción potencial de biogás de la biomasa deScenedesmus sp., microalga muy común de agua dulce y fácil crecimiento, cuyocomponente principal son las proteínas. Se estudió el proceso de digestión anaerobiaaplicado a la biomasa de Scenedesmus sin ningún tipo de pretratamiento y a la biomasade Scenedesmus a la cual se le había extraído aminoácidos de alto valor añadidomediante hidrólisis enzimática.Los resultados muestran que la biomasa hidrolizada presenta una biodegradabilidadsuperior a la biomasa que no ha sufrido pretratamiento previo gracias al proceso dehidrolizado enzimático, en cuya fase inicial se realiza una ruptura por medios mecánicosde la pared celular de la microalga, y a la extracción de parte de la proteína de lamicroalga, que incremental la relación C/N de la biomasa favoreciendo el crecimiento delos microorganismos responsables de la digestión anaerobia. Este aumento debiodegradabilidad se traduce en un incremento de la productividad de biogás y metano.La productividad potencial de metano para Scenedesmus sin procesar y paraScenedesmus hidrolizada fue de 140,3±29,4 L CH4 kgSV-1 y de 272,8±7,3 L CH4 kgSV-1respectivamente. Mientras que la productividad potencial de biogás es de 177,4±34,2 Lbiogás kgSV-1 y de 401,2±17.7 L biogás kgSV-1 para Scenedesmus sin procesar ehidrolizada respectivamente. Estas cifras supondrían que, en el caso de la microalgahidrolizada, se podría producir en la propia planta de microalgas hasta un 41% de laelectricidad total consumida durante el proceso de cultivo, cosechado y concentrado de labiomasa de microalgas. Por otro lado, el CO2 que forma parte del biogás así como elprocedente de los gases de combustión, junto con los nutrientes mineralizados durante elproceso de digestión, pueden ser suministrados al medio de cultivo para el crecimiento denueva biomasa, lo que supone un ahorro económico significativo.La combinación de la digestión anaerobia y la producción de microalgas destinada a laobtención de diferentes compuestos de alto valor añadido y biocombustibles puederesultar económica y medioambientalmente atractiva, reduciendo los costes directosdebidos al consumo eléctrico y calorífico de la planta de producción y procesado debiomasa, así como los debidos al suministro de CO2 y nutrientes. Además, supondría unareducción en la emisión de GEI debido a la producción de energía renovable y limpia y ala obtención de un fertilizante orgánico que reduciría el consumo de fertilizantesminerales.