Evaluación exergetica del proceso de producción de biodiesel a partir de biomasa de microalgas

Abstract

En la búsqueda de energías renovables, los biocombustibles de tercera generación se han convertido en una alternativa innovadora que ofrece una amplia variedad de beneficios excepcionales. El análisis de exergía es una herramienta útil para medir la cantidad y calidad de las fuentes de energía y analiza la sostenibilidad del proceso. Esta metodología requiere el análisis de los flujos de materiales y energía de cada etapa del proceso de producción. En este estudio el análisis de exergía se aplicó en dos escenarios con una capacidad de producción de 100 toneladas por año de biodiesel a partir de biomasa de microalgas. Chlorella vulgaris fue utilizado como especie de referencia. Esta cepa se ha estudiado ampliamente y se conocen sus características, también es una de las especies que tiene un porcentaje más alto de lípidos. En el primer escenario se mostró un proceso básico para la producción de biodiésel, que comprende los siguientes pasos: cosecha, cultivo, secado, extracción de aceite, transesterificación, separación y el lavado del biodiesel. En el segundo escenario se llevó a cabo un pretratamiento de ácido en la etapa de extracción de la biomasa residual para asegurar que no haya presencia de lignina que impide su utilización como materia prima para un proceso de producción de etanol. El etanol producido es utilizado como coproducto. Las variables termodinámicas se determinaron para todos las etapas del proceso y luego las corrientes de exergía utilizando el software ASPEN-PLUS ®. Finalmente la eficiencia exergética se calculó para el proceso general en cada escenario. Los resultados confirman el potencial de la tercera generación de biocombustibles microalgas como fuente de energía La biomasa seca fue una de las etapas más críticas con pérdida significativa de exergía; algunas mejoras técnicas para el proceso se presentan, con el fin de reducir las irreversibilidades.