Modelado y control de la producción de microalgas en fotobiorreactores industriales

Abstract

<p>Este artículo presenta una visión general sobre el proceso de producción de microalgas desde un punto de vista de modelado y control de procesos. En primer lugar se exponen las ventajas y el potencial de este tipo de microorganismos, así como los distintos tipos de reactores que se suelen utilizar para su producción. Posteriormente, se analiza el comportamiento dinámico de este tipo de procesos, el cual es muy complejo y cambiante debido a variaciones en las condiciones ambientales tanto diarias como anuales, y se presentan los distintos balances que permiten describir la evolución de las principales variables del sistema. Se exponen distintos tipos de modelos a nivel biológico y a nivel estructural que han sido validados a escala industrial. Tras analizar su comportamiento dinámico, se motivan los distintos problemas de control existentes en este tipo de sistemas y se resume una amplia batería de estrategias de control que han sido evaluadas con éxito en fotobiorreactores industriales. Finalmente, se concluye el trabajo con un balance de los aspectos más importantes expuestos a lo largo del mismo.</p>

Efecto de los parámetros cinéticos de escalamiento del cultivo de Haematococcus pluvialis en fotobiorreactores para producir astaxantina

“…Los fotobiorreactores, a diferencia de los cultivos de sistema abierto, tienen la capacidad de ajustar y monitorear las condiciones de cultivo y los requerimientos óptimos para la producción de biomasa y la posterior obtención de astaxantina. Se ha observado que el cultivo de microalgas en sistemas cerrados reduce los riesgos de contaminación y en cambio aumenta la reproducibilidad de esta (Rubio-Fernández y Hernández, 2016; Huang et al, 2017;Cañedo y Lizarraga, 2016;Guzmán et al, 2020). Los parámetros principales para tener en cuenta al momento de diseñar un fotobiorreactor son los siguientes (Sanz Martínez, 2019):…”

“…Las clases de FBR utilizadas para el cultivo de la microalga son los planos (Jiménez, 2017;Guzmán et al, 2020), los FBR tubulares o en columna (Pan-utai et al, 2017;Zhang et al, 2018;Miranda et al, 2019) y los FBR de biopelícula inmovilizada en ángulo interior (Tran et al, 2019); y se aplican diferentes condiciones de cultivo y de estrés, produciendo biomasa en calidad y cantidad suficiente de la microalga para producir astaxantina.…”

An Interactive Tool for Simulation of Biological Models Into the Wastewater Treatment With Microalgae

“…From these alternatives, a microalgae-based wastewater treatment process is one of the most promising technologies for the advanced treatment and nutrient recovery of wastewater, and it has attracted more and more attention in recent years. The reason for this increased interest is that the use of microalgae has a dual benefit: economic wastewater treatment and microalgae biomass production, that can be subsequently converted into added-value products such as biofertilizers or animal feed (Craggs et al, 2013;.Guzmán et al, 2020;Acién et al, 2017;Li et al, 2019;Suganya et al, 2016).…”

Optimización de temperatura en reactores raceway para la producción de microalgas mediante regulación de nivel

“…A pesar de que la influencia de la temperatura en el cultivo de microalgas en exterior está ampliamente analizada y estudiada en la literatura, las técnicas de control de temperatura son escasas [6]. Es posible encontrar algunos estudios de control de temperatura en fotobiorreactores cerrados, como en [11], ya que es posible instalar intercambiadores de calor en las columnas de burbujeo.…”