%0 Journal Article 
%A Terroba Parrado, Ramón
%T ESTUDIO DE LA LICUEFACCIÓN HIDROTÉRMICA DE BIOMASA ALGAL PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOCRUDO Y DIMENSIONAMIENTO DE UNA PLANTA PILOTO PARA LA LHT DE LA BIOMASA ALGAL SELECCIONADA

%D 2023
%U http://hdl.handle.net/10498/29370
%X En la actualidad, el desarrollo de nuevas tecnologías que puedan sustituir las fuentes convencionales de energías provenientes de combustibles fósiles son de vital importancia para evolucionar en un sistema de producción sostenible basado en una mejor gestión de los recursos disponibles, como es el caso del modelo de Economía Circular. Una opción es la revalorización de residuos orgánicos en materia prima mediante un tratamiento térmico. Así, la licuefacción hidrotérmica (LHT) objeto de este trabajo, es una tecnología que provoca una reacción en medio acuoso a temperaturas y presiones elevadas por debajo del punto crítico del agua en la que se produce biocrudo a partir de materia orgánica. Entre la multitud de alternativas para emplear como materia orgánica, la biomasa algal se puede obtener en gran cantidad, ya sea directamente del medio o cultivadas en biorreactores y estaciones de biorremediación. Se plantean dos tipos de biomasa algal. Por una parte, especies invasoras de macroalgas, en concreto la especie Rugulopteryx okamurae, comúnmente conocida como alga asiática, presenta un problema medio ambiental en las costas del Mediterráneo debido a su crecimiento masivo que afectan a la vida marina autóctona. El otro tipo de biomasa algal a tratar es un consorcio de microalgas-bacterias proveniente del tratamiento biológico de un efluente cargado de nutrientes y materia orgánica generado por una instalación de acuicultura marina que produce lenguados.
Existen varias variables que influyen en la LHT. El objetivo de la investigación es determinar la influencia de las variables principales como son la temperatura, la carga inicial de biomasa y el tiempo de reacción, sobre el rendimiento de obtención de biocrudo y su poder calorífico (PCS), para ambos tipos de biomasa algal.
Todas las experiencias de LHT se han realizado a escala de laboratorio en un reactor discontinuo de tanque sin agitación, diseñado para trabajar a altas presiones y temperaturas con capacidad de 1 L. Se preparó en cada experimento 200 ml iniciales de una mezcla de algas con agua y se trabajó en ausencia de oxígeno. La extracción del biocrudo obtenido se realizó empleando diclorometano como disolvente orgánico.
Se han llevado a cabo un total de 12 experimentos de LHT compuesto por 2 experimentos preliminares más 8 experimentos donde se estudió el consorcio microalgas-bacterias y 2 experimentos de macroalgas. En base a los estudios preliminares se descartó la influencia de la agitación como variable del proceso, se optimizó el procedimiento de las operaciones de separación y se seleccionó el disolvente usado en las extracciones, el diclorometano. En la presente memoria se ha comparado el rendimiento de biocrudo obtenido y su poder calorífico en los distintos experimentos realizados, en un rango de temperatura entre 240-300ºC, en un rango de carga inicial de biomasa entre el 5-15% p/p, y en un rango de tiempo de reacción entre 20-60 minutos. El mejor resultado de rendimiento de biocrudo (18,18%) se ha obtenido en el consorcio microalgas-bacterias a 270ºC, 40 minutos y 5% p/p; mientras que el mejor resultado de PCS (8871,3 cal/g) se ha obtenido en el consorcio microalgas-bacterias a 300ºC, 40 minutos y 10% p/p.
Dado que se pudo llevar a cabo el estudio de la LHT del consorcio microalga-bacteria en mayor profundidad, se optó por llevar a cabo el diseño de un reactor a escala planta piloto para dicho residuo. Así, se ha diseñado un reactor para una capacidad de tratamiento anual de 200 kg de biomasa algal seca. La planta piloto de LHT dispone de un reactor que opera durante 240 días al año. El efluente del proceso se somete a filtración a vacío para separar la fase sólida de la fase líquida acuosa. La extracción del biocrudo de la fase sólida con diclorometano se realiza en un extractor sólido-líquido, mientras que el biocrudo de la fase líquida se separa mediante un extractor líquido-líquido con diclorometano. Una vez separados el extracto del refinado, ambos extractos son sometidos a una evaporación donde se obtiene el producto de interés, el biocrudo; y el diclorometano se recupera para posteriores extracciones. 
Las condiciones seleccionadas para llevar a cabo el proceso de LHT, y que por tanto han determinado el diseño del reactor son: carga inicial de biomasa algal del 15%, 270ºC de temperatura y 40 minutos de tiempo de reacción, alcanzando presiones de 6 MPa.
El reactor diseñado es cilíndrico, tiene una capacidad de 12 L y está compuesto de un acero inoxidable austenítico (316L), teniendo un espesor de 28 mm. Para alcanzar la temperatura de operación, el reactor está rodeado de un horno eléctrico y para minimizar pérdidas de calor al exterior, éste se rodea de 60 mm de espesor de material aislante (lana de roca). 
Considerando el coste de otras unidades además del reactor, se ha estimado un presupuesto para la planta piloto de LHT de 518203,33€ y se situará en las instalaciones de Soleé Gourmet en la Bahía de Cádiz, San Fernando.

%K Licuefacción Hidrotérmica
%K Código ASME
%K Reactor
%K Planta piloto
%K Algas
%K Altas presiones y temperaturas
%K Biomasa
%K Analíticas
%~ Universidad de Cádiz