Evaluación del proceso avanzado de oxidación fenton como pretratamiento de la biomasa de microalgas (chlorella sp) en la producción de biogás en un reactor tipo uasb.

En los últimos años el cultivo de microalgas por su gran contenido de lípidos, proteínas y vitaminas ha venido en aumento, siendo empleadas en la industria de alimentos, industria farmacéutica con aplicaciones en la nutrición y salud humana, en la industria de los cosméticos y en la producción de bi...

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Autores:
Parada Palacios, Karen Daniela
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2019
Institución:
Colegio Mayor de Cundinamarca
Repositorio:
Repositorio Colegio Mayor de Cundinamarca
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unicolmayor.edu.co:unicolmayor/266
Acceso en línea:
https://repositorio.unicolmayor.edu.co/handle/unicolmayor/266
Palabra clave:
industria de alimentos
Biocombustibles de algas
Productos químicos de la biomasa
Biogás
Chlorella sp,
Biorreactor
Fenton
Biocombustible
Rights
openAccess
License
Derechos Reservados -Universidad Colegio Myor de Cundinamarca ,2019
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description En los últimos años el cultivo de microalgas por su gran contenido de lípidos, proteínas y vitaminas ha venido en aumento, siendo empleadas en la industria de alimentos, industria farmacéutica con aplicaciones en la nutrición y salud humana, en la industria de los cosméticos y en la producción de biocombustibles (alcohol, biodiesel, metano). El agotamiento de los combustibles fósiles (petróleo, carbón), así como los costos elevados en la producción y la contaminación que generan estas fuentes de energía no renovables han fijado su mirada en el empleo de la biomasa algal con fines energéticos, siendo una alternativa viable. Sin embargo, esta biomasa requiere de un pre-tratamiento antes de ser puesta en los biorreactores y estos pre-tratamientos hoy día son costosos y con baja rentabilidad. Es por ello que el siguiente trabajo tiene como objetivo evaluar el método Fenton como pre-tratamiento de la biomasa algal, cuantificando la producción de biogás en un biorreactor anaerobio de flujo ascendente (UASB).La concentración de biogás fue evaluada en botellas de 250 ml las que contenían 100ml de biomasa algal y 100ml de lodo granular; estos ensayos se realizaron por triplicado, siendo previamente tratados con la reacción reacción Fenton (proceso de oxidación avanzada que produce radicales altamente reactivos de hidroxilo); evidenciando que el método logró 15 potencializar la ruptura de la membrana celular (Chlorella sp) en menos tiempo, haciendo que se generará la liberación de su contenido celular (proteínas, lípidos). Se demostró que la reacción Fenton tuvo un rendimiento de 76,67% de producción de biogás.
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Sin embargo, esta biomasa requiere de un pre-tratamiento antes de ser puesta en los biorreactores y estos pre-tratamientos hoy día son costosos y con baja rentabilidad. Es por ello que el siguiente trabajo tiene como objetivo evaluar el método Fenton como pre-tratamiento de la biomasa algal, cuantificando la producción de biogás en un biorreactor anaerobio de flujo ascendente (UASB).La concentración de biogás fue evaluada en botellas de 250 ml las que contenían 100ml de biomasa algal y 100ml de lodo granular; estos ensayos se realizaron por triplicado, siendo previamente tratados con la reacción reacción Fenton (proceso de oxidación avanzada que produce radicales altamente reactivos de hidroxilo); evidenciando que el método logró 15 potencializar la ruptura de la membrana celular (Chlorella sp) en menos tiempo, haciendo que se generará la liberación de su contenido celular (proteínas, lípidos). Se demostró que la reacción Fenton tuvo un rendimiento de 76,67% de producción de biogás.In recent years, the cultivation of microalgae due to its high content of lipids, proteins and vitamins has been increasing, being used in the food industry, pharmaceutical industry with applications in nutrition and human health, in the cosmetics industry and in The production of biofuels (alcohol, biodiesel, methane). The depletion of fossil fuels (oil, coal), as well as the costly costs in production and pollution generated by these non-renewable energy sources they have set their sights on the use of algae biomass with energy fines, being a viable alternative. However, this biomass requires a pretreatment before being placed in the bioreactors and these pretreatments today are expensive and with low profitability. That is why the following work aims to evaluate the Fenton method as a pretreatment of algal biomass by quantifying the production of biogas in an anaerobic upstream bioreactor (UASB).The biogas concentration was evaluated in 250 ml bottles containing 100 ml of algal biomass and 100 ml of granular sludge; These tests were performed in triplicate, being previously treated with the Fenton reaction reaction (advanced oxidation process that produces highly reactive hydroxyl radicals); evidencing that the method managed to potentiate the rupture of the cell membrane (Chlorella sp) in less time, causing the release of its cellular content (proteins, lipids). It was shown that the Fenton reaction had a yield of 76.67% of biogas production.Índice de figura 8 Índice de tablas 10 Anexos 11 Glosario 12 Resumen 13 Abstract 14 Introduccion 15 Objetivos 20 1. Antecedentes 21 1.1 Características morfológicas generales en microalgas identificadas en Chlorella zpfingiensi 21 1.2 Método de cultivos líquidos para crecimiento de microalgas21 1.3 Estudios complementarios en algas 21 1.4 Generación de biocombustibles a partir de compuestos orgánicos en microalgas por diferentes métodos de cultivo 22 1.5 Diferentes aplicaciones de las microalgas en la industria empleando fotobiorreactores para la concentración de biomasa 23 1.6 Empleo del método Fenton para la extracción de lípidos 24 1.7 Componentes bioquímicos y biomoleculares relevantes en el empleo de microalgas para la industria 25 1.8 Métodos alternativos para la producción de biocombustibles 26 2 Marco referencial 27 2.1 Algas 27 2.2 Clasificación de las algas 28 2.3 Características del desarrollo y el crecimiento algal 30 2.4 Reproducción celular de las microalgas 32 2.5 Necesidades bioquímicas en el desarrollo 33 2.6 Descripción teórica del proceso de lisis celular por el método de Fenton 34 2.7 Generación del biocombustible para su producción masiva a partir de los compuestos orgánicos de microalgas……… 35 2.8 Aplicación de Chlorella sp en la industria 36 2 9 Usos energéticos a partir de las microalgas 37 2.10 Biorreactores 37 2.11Operacion de los biorreactores 39 3 Diseño metodologico 42 3.1 Universo, población y muestra 42 3.2 Hipótesis variables e indicadores 42 3.3 Técnicas y procedimientos 44 3.3.1 Crecimiento y aislamiento de Chlorella sp 44 3.3.2 Fotobioreactor 45 3.3.3 Conteo en cámara de Neubauer46 3.3.4 Formula general para el cálculo de conteo celular en cámara de Neubauer 47 3.3.5 Determinación en peso en seco 47 3.3.6 Aplicación del pre-tratamiento Fenton 47 3.3.7 Reactor anaerobio de flujo ascendente (UASB) 48 3.3.8 Evaluación en la producción de biogás 49 4 Resultados 53 4.1 Aislamiento de las células de microalgas (Chlorella sp) en medio Algae Agar 52 4.2 Traspaso de las células Chlorella sp en cultivo líquido para obtención de biomasa 52 4.3 Lectura en cámara de Neubauer de las muestras de los Erlenmeyer con una OD igual a 1 53 4.4 Peso en seco de la biomasa algal 55 4.5 Evaluación del método Fenton en la producción de biogás en ensayos a escala de laboratorio simulando el proceso en el biorreactor tipo UASB 56 5 Discusion 63 6 Conclusiones 65 Referencias bibliograficas 68PregradoBacteriólogo(a) y Laboratorista ClínicoTrabajo de grado81p.application/pdfspaUniversidad Colegio Mayor de CundinamarcaFacultad de Ciencias de la SaludBogotá, Distrito CapitalBacteriología y Laboratorio ClínicoNo objeto asociado1. 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1.pdfapplication/pdf1931487https://repositorio.unicolmayor.edu.co/bitstream/unicolmayor/266/1/TESIS%201.pdfd89c3dd28199fbae3f5abb4d0bec0ccbMD51open access1 para subir TESIS 2.pdf1 para subir TESIS 2.pdfapplication/pdf1903195https://repositorio.unicolmayor.edu.co/bitstream/unicolmayor/266/2/1%20para%20subir%20TESIS%202.pdf26759e8031553c142321f5a944c023aeMD52open access2 para subir TESIS 2 (1).pdf2 para subir TESIS 2 (1).pdfapplication/pdf339267https://repositorio.unicolmayor.edu.co/bitstream/unicolmayor/266/3/2%20para%20subir%20TESIS%202%20%281%29.pdffd99d000cfa401ff75940adf7a4b89fcMD53metadata only accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-814828https://repositorio.unicolmayor.edu.co/bitstream/unicolmayor/266/4/license.txt2f9959eaf5b71fae44bbf9ec84150c7aMD54open accessTEXTTESIS 1.pdf.txtTESIS 1.pdf.txtExtracted texttext/plain14552https://repositorio.unicolmayor.edu.co/bitstream/unicolmayor/266/5/TESIS%201.pdf.txt4d05d99803a4e2bb18b954e6327508d2MD55open access1 para 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