Los expertos en biocombustibles han buscado durante mucho tiempo una forma económicamente más viable de convertir las algas en aceite biocrudo para impulsar vehículos, barcos e incluso aviones. Los investigadores de la Universidad de Utah creen que han encontrado una respuesta. Han desarrollado un método inusualmente rápido para ofrecer costos.biocrudo efectivo de algas en grandes cantidades utilizando un mezclador de chorro especialmente diseñado.
En el interior de los microorganismos que crecen en los estanques, lagos y ríos hay lípidos, que son moléculas de ácidos grasos que contienen aceite que se puede extraer para alimentar motores diesel. Cuando se extraen los lípidos se llaman biocrude. Eso hace que organismos como las microalgas sean una forma atractiva debiomasa, materia orgánica que puede usarse como fuente de combustible sostenible. Estos lípidos también se encuentran en una variedad de otros organismos unicelulares como las levaduras utilizadas en el procesamiento del queso. Pero el problema con el uso de algas para la biomasa siempre ha sido la cantidad deenergía que se necesita para extraer los lípidos o el biocrudo de las plantas acuosas. Según los métodos actuales, se necesita más energía para convertir las algas en biocrudo que la cantidad de energía que se obtiene de ella.
Un equipo de ingenieros químicos de la Universidad de Utah ha desarrollado un nuevo tipo de mezclador de chorro que extrae los lípidos con mucha menos energía que el método de extracción anterior, un descubrimiento clave que ahora acerca esta forma de energía a convertirse en un costo viablecombustible alternativo eficaz. El nuevo mezclador también es rápido, extrayendo lípidos en segundos.
Los resultados del equipo se publicaron en una nueva revista revisada por pares Ciencia de Ingeniería Química X . El artículo, "Extracción de lípidos de algas utilizando mezcladores de chorro confinados e impactantes", se puede descargar aquí.
"La pieza clave aquí es tratar de obtener la paridad energética. Todavía no estamos allí, pero este es un paso realmente importante para lograrlo", dice el Dr. Leonard Pease, coautor del artículo. "Tenemoseliminó una barrera de desarrollo significativa para hacer que la producción de biocombustibles de algas sea más eficiente e inteligente. Nuestro método nos acerca mucho más a la creación de paridad energética de biocombustibles que antes "
En este momento, para extraer los lípidos ricos en aceite de las algas, los científicos primero tienen que extraer el agua de las algas, dejando una suspensión o polvo seco de la biomasa. Esa es la parte más intensiva en energía delproceso. Ese residuo se mezcla con un solvente donde los lípidos se separan de la biomasa. Lo que queda es un precursor, el biocrudo, que se usa para producir biocombustible a base de algas. Ese combustible se mezcla con combustible diesel para impulsar camiones de larga distancia., tractores y otra maquinaria grande que funciona con diesel. Pero debido a que requiere tanta energía para extraer el agua de las plantas al comienzo del proceso, convertir algas en biocombustible no ha sido un proceso práctico, eficiente o económico.
"Ha habido muchos esfuerzos de investigación loables para avanzar en el biocombustible de algas, pero nada ha producido un precio capaz de atraer el desarrollo comercial. Nuestros diseños pueden cambiar esa ecuación y volver a poner en juego el biocombustible de algas", dice la ingeniería química de la Universidad de Utahel profesor asistente Swomitra "Bobby" Mohanty, coautor del artículo. Otros coautores son el ex estudiante de doctorado de ingeniería química U Yen-Hsun "Robert" Tseng y el profesor asociado de ingeniería química U John McLennan.
El equipo ha creado un nuevo extractor de mezcla, un reactor que dispara chorros de solvente a chorros de algas, creando una turbulencia localizada en la cual los lípidos "saltan" una corta distancia hacia la corriente de solvente. El solvente luego se sacay puede reciclarse para ser utilizado nuevamente en el proceso. "Nuestros diseños aseguran que no tenga que gastar toda esa energía en secar las algas y son mucho más rápidos que las tecnologías de la competencia", señala Mohanty.
Esta tecnología también podría aplicarse más allá de las algas e incluir una variedad de microorganismos como bacterias, hongos o cualquier aceite derivado de microbios, dice Mohanty.
En 2017, aproximadamente el 5 por ciento del uso total de energía primaria en los Estados Unidos provino de la biomasa, según el Departamento de Energía de los EE. UU. Otras formas de biomasa incluyen la quema de madera para electricidad, etanol que se obtiene de cultivos como el maíz y el azúcarcaña y desperdicios de comida y jardín en la basura que se convierte en biogás. El beneficio de las algas es que puede cultivarse en estanques, canales o biorreactores diseñados a medida y luego cosecharse para producir una gran cantidad de combustible.también podría afectar positivamente la atmósfera al reducir la cantidad de dióxido de carbono en el aire.
"Esto cambia el juego", dice Pease sobre su trabajo en la investigación de algas. "Las tecnologías innovadoras que estamos creando podrían impulsar una revolución en el desarrollo de algas y otros biocombustibles derivados de las células. El sueño puede estar pronto a su alcance".
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Materiales proporcionados por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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