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Valorización de la biomasa de residuos

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Datos de Contacto

Información básica

  • UniversidadUniversidad de Valladolid
  • CentroEscuela de Ingenierías Industriales
  • DepartamentoIngeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente
  • Grupo de investigaciónTecnología Ambiental


Descripción

VALORIZACIÓN DE LOS BIOCOMBUSTIBLES DE LOS BIOMAS DESECHADOS DE LOS RESIDUOS LIGNOCELULÓSICOS: TECNOLOGÍAS DE PRETRATAMIENTO DE BIOMASA, HIDRÓLISIS ENZIMÁTICO Y BIOCONVERSIÓN DE AZÚCARES EN BIOFUELOS

-    Investigadora principal: Silvia Bolado Rodríguez
-    Estudiantes de doctorado: Rodolfo Travaini y Judit Martín Juárez
-    En las últimas décadas, el uso de fuentes de combustible nuevo ha sido ampliamente estudiado debido a los crecientes problemas ambientales, económicos y políticos relacionados con el consumo de combustibles fósiles y la previsible disminución de su producción. Entre estas nuevas fuentes de combustible bajo investigación, el mayor interés se centra en las renovables o los biocombustibles, como resultado de su disponibilidad y naturaleza respetuosa con el medio ambiente. Los residuos lignocelulósicos aparecen como una materia prima alternativa prometedora para la producción de biocombustibles. Estos residuos se derivan de procesos industriales que utilizan fuentes agrícolas y de la cosecha de cultivos convencionales. Son abundantes, tienen un bajo costo y su valorización a menudo implica la mitigación de un problema ambiental, ya que su acumulación frecuentemente genera contaminación por hidrocarburos derivados de su degradación natural. Los alcoholes, como el etanol o el butanol, y el biogás pueden producirse a partir de materiales lignocelulósicos. El uso de materiales lignocelulósicos para la producción de biocombustibles requiere tres pasos en la mayoría de los casos. El primer paso es el pretratamiento, que es responsable de abrir la estructura de la biomasa y liberar los polímeros de carbohidratos de la lignina. La segunda es la hidrólisis enzimática para convertir los polímeros de carbohidratos en azúcares fermentables monoméricos. Finalmente, la tercera etapa es la bioconversión de los hidrolizados obtenidos en el producto diana, alcoholes como etanol y butanol por fermentación alcohólica, o metano por digestión anaerobia.
-    http://envtech.uva.es/pdf/BiofuelsfromLignocellulosicMaterias.pdf

VALORIZACIÓN DE EFLUENTES AGROINDUSTRIALES A TRAVÉS DEL USO DE MICROALGAS PARA OBTENER BIO-PRODUCTOS

-    Investigadores principales: Silvia Bolado Rodríguez
-    Estudiante de doctorado: Judit Martín Juárez y Dimas García
-    Este proyecto tiene como objetivo la obtención de bioproductos a partir de biomasa de microalgas mediante el reciclaje de nutrientes de aguas residuales de procesamiento agroalimentario para mejorar la sostenibilidad económica y ambiental del proceso. El proyecto integra la producción y la valorización de microalgas bajo el concepto de biorefinería, y determina la viabilidad económica mediante Análisis de Ciclo de Vida (ACV). En este proyecto se consideran dos estrategias diferentes para el uso de la biomasa. En primer lugar, la utilización directa de toda la biomasa como alimento en la acuicultura, o en la producción de biofertilizantes o biogás. En segundo lugar, el procesamiento de la biomasa para obtener diferentes productos de interés industrial. Debido a que la biomasa de microalgas se compone principalmente de proteínas, carbohidratos y lípidos, los bio-productos a obtener son: 1) proteínas que se utilizarán en la nutrición animal mediante la incorporación en piensos; 2) alcoholes que se obtendrán del pretratamiento y fermentación de Biomasa de microalgas, 3) aceites de la fracción de lípidos que se pueden utilizar para formular alimentos para uso animal, y 4) biogás que se obtendrá a partir de la digestión anaeróbica de biomasa residual de algas. Para cerrar el ciclo de producción de biomasa, el CO2 generado por la digestión anaerobia de microalgas residuales será reciclado a la etapa de producción de biomasa de algas, por lo que el sistema de producción actuará como sumidero de CO2 reduciendo la emisión de gases de efecto invernadero. Por lo tanto, este enfoque holístico permitirá obtener bio-productos del reciclaje de nutrientes de las aguas residuales agroindustriales contribuyendo al mismo tiempo a mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero.
-    http://envtech.uva.es/pdf/Resumen%20PurAlga_R.pdf

VALORIZACIÓN DE PROTEÍNAS Y LIPÍDOS DE LA BIOMASA DE MICROALGAS RESIDUALES DEL TRATAMIENTO AGROINDUSTRIAL DE AGUAS RESIDUALES

-    Investigadores principales: Silvia Bolado Rodríguez
-    Estudiante de doctorado: Ana Lorenzo
-    Este proyecto pretende desarrollar un proceso económico y sostenible (basado en el concepto de biorefinería) para obtener bioproductos y bioenergía a partir de biomasa residual constituida por microalgas y bacterias cultivadas con materia orgánica y nutrientes naturalmente presentes en aguas residuales agroindustriales, estudiando diferentes opciones de extracción y purificación para dos de Las principales fracciones presentes en esta biomasa, proteínas y lípidos. Los procesos de la industria alimentaria y agrícola generan una gran cantidad de corrientes líquidas residuales con alta concentración de materia orgánica, nitrógeno y compuestos fósforos, que confieren un elevado potencial económico. La restauración más eficaz de estas aguas residuales es llevada a cabo por consorcios de microalgas-bacterias, un proceso que también logra retener estos compuestos contaminantes y, por lo tanto, permitir su posterior recuperación y recuperación. Dada la creciente escasez de recursos naturales y el aumento de la generación de residuos, el desarrollo de estos procesos debe ser y es una prioridad en el contexto de una economía sostenible europea. Entre todas las posibilidades, aparece la alternativa secuencial de las diferentes fracciones de biomasa (proteínas, lípidos e hidratos de carbono), aplicando el concepto de biorrefinería para su completa explotación. A partir de cada una de estas fracciones se puede obtener una variedad de productos con interés económico.
-    http://envtech.uva.es/pdf/Abstract%20envtech%20web_Ana.pdf

USO DE MICROALGAS PARA EL TRATAMIENTO DE MINERALES CONTEMINADOS DE AGUA CONTAMINADA Y METALES PESADOS

-    Investigadores principales: Silvia Bolado Rodríguez & Raúl Muñoz
-    Estudiante de doctorado: Ricardo Saavedra
-    This research aims to develop a bioremediation system based on the use of microalgae and its usefulness as an alternative to the current treatment process in Loa River basin, located in the region of Antofagasta, Northern Chile.  This river is of great importance in the area because it is the only source of surface water in the Atacama Desert. The use of this water has important limitations due to the presence of minerals (such as boron and arsenic) and heavy metals (mainly copper, zinc and manganese) at concentrations classified as hazardous contamination by the World Health Organization (WHO).     The source of this pollution is associated both to natural causes (the volcanic and geological characteristics of the terrain make water bodies solubilize metals from various minerals present in the subsoil composition), as well as a product of human activity, mainly associated with the development of industrial mining processes. They involve the generation of solid and liquid wastes, which may diffuse to the underground drainage and from there, to the surface drainage in the region, causing serious environmental issues.  In addition to this problem, the small amount of natural water sources present in this desert region (no rivers, no rainfall) makes water a critical resource and a very scarce commodity that must be shared by the community, agriculture and industrial activity in the region. Also, the tightening of environmental laws regarding industrial standards, and the growing social interest concerning pollution makes today the treatment and management of these wastes an area of great interest and importance, and searching for new and better alternatives to conventional treatment methods with higher efficiencies, lower costs and a more environmentally friendly become necessary. In response, bioremediation technique has gained attention in recent years and emerged as an alternative to compete with conventional treatment processes. The use of microalgae has focused a special attention because of their wide availability and the fact that numerous species of microalgae have been reported to be able of eliminate pollutants found in their environment through  several  mechanisms.  These  elimination  processes  can  be carried  out  in  two  ways: biosorption, where the pollutant is just retained on the outer surface of the cell wall thanks to its physicochemical properties, and bioaccumulation, an active process in which microalgal cells capture free ions of contaminants, holding them inside the cell.
-    http://envtech.uva.es/pdf/Abstract_ricardo_web.pdf


Otra Información

Número de investigadores:

42

Estado de desarrollo:

En fase de investigación y desarrollo

Diferenciación en el mercado:

Novedad

Aplicabilidad de la tecnología:

Empresas y mercados:

• Tratamiento de gases: Gas Natural Fenosa S.A., JSF Hidráulica • Tratamiento y valorización de residuos sólidos: URBASER, Biogas Fuel Cell. S.A, 1A consultores • Tratamiento de agua residuales: Elecnor, Socamex, CADAGUA, Suez Environment, Heineken España, Befesa • Pretratamientos: MAXAMCORP HOLDING S.L

Ventajas:

•    Laboratorio de análisis químico

o    Equipos para caracterización de aguas, residuos y gases.
o    Determinación de pH, DQO, DBO, Solidos, Nitrógeno, Fósforo, extractivos, lignina…

•    Laboratorio de análisis instrumental

o    Cromatógrafos de Gases con detectores MS-Desorción térmica, FID, TCD, ECD…
o    Cromatógrafos de líquidos con detectores IC-UV, IR-Diode Array
o    Luminómetro,
o    Espectrofotómetros,
o    Fluorímetro,
o    Analizador TOC-TN,
o    Analizador de tamaño de partícula,
o    Respirómetros,
o    FTIR,
o    Sensores específicos de H2S y NH3 en fase gas.

•    Laboratorio de biología molecular

o    Equipos de electroforesis
o    Equipo de Southern-blot,
o    Termociclador (PCR y módulo de PCR a tiempo real) + software,
o    Equipo bead-beater de disrupción celular,
o    kits de extracción y purificación de ADN (lineal y plasmídico)/ARN,
o    Equipo de visualización de geles de electroforesis + software,
o    Microscopio de epifluorescencia + cámara + software,
o    Hornos de hibridación, congeladores (-20, -80 ºC),
o    Cabina de manipulación de ADN/ARN con módulo UV,
o    Autoclaves
o    Centrífugas refrigeradas.

•    Plantas piloto

o    Plantas de pretratamiento explosión de vapor, AFEX
o    Cámaras de incubación agitadas y termostatadas.
o    Cámara caliente
o    Cámara fría
o    Biorreactores de burbujeo con recirculación,
o    Biofiltros percoladores,
o    Biorreactores air-lift,
o    Biorreactores de tanque agitado y de lecho fluidizado
o    Fermentadores para gases y líquidos
o    Digestores anaerobios en vía húmeda y seca
o    HRAP de 180 L,
o    Fotobiorreactores tubulares

Información adicional:

El Grupo de Investigación Tecnología Ambiental dispone de una serie de equipamiento técnico en sus Instalaciones para realizar su investigación. Para cada actividad, este equipamiento consiste en:

Estudios piloto de biodegradabilidad: UASB (0.5 – 200 L), Bioreactores de lecho fluidizado, Biorreactores de membrana, Digestión en seco
- Pretratamientos de lodos y residuos sólidos: Hidrólisis térmica, Ultrasonido, Incubación enzimática

- Estudios piloto de biofiltración para VOC y tratamiento de olores: Biofiltros de difusión de lodos activados, Filtros de biotrileración y Bioreactores de partición en dos fases.

- Vigilancia dinámica de la población microbiana para la EDAR
- Cultivo de microalgas en estanques de algas de alta velocidad http://envtech.uva.es/ryd.html

Además de las mencionadas actividades de investigación apoyadas por instituciones públicas, el grupo de investigación ha colaborado intensamente con varias empresas con el objetivo de reforzar la transferencia de conocimiento entre la Universidad y la Industria.

En este contexto, el Grupo de Tecnología Ambiental ha participado en 40 Proyectos de Financiación Pública (con un presupuesto total de 4.879.217 €) y 47 Proyectos de Financiación Privada (con un presupuesto total de 6.155.167 €) en los últimos 10 años. En la actualidad, el Grupo está compuesto por 10 Investigadores Mayores, 5 PostDocs, 15 Doctorandos, 2 Investigadores y 5 Técnicos. Además, la productividad científica del grupo en los últimos 10 años representa 26 tesis defendidas, 174 publicaciones ISI, 16 no ISI, 178 congresos internacionales y 6 patentes

Código UNESCO:

3310 - Tecnología industrial

Otros miembros:

Pedro Antonio García Encina
Mar Peña Miranda
Ver más

María Fernández Polanco
Sara I. Pérez Elvira
Raúl Muñoz Torre
Rubén Irusta
Silvia Bolado
Raquel Lebrero
Aitor Aizpuru
Nuria Martín
Araceli Crespo
Enrique Marco
Mónica Gay Martín
Daniel Fernández Planillo
Miguel Ángel Mouriz
Jonatan Prieto
Patricia Ayala
Rebeca Pérez
Esther Arnáiz
Rebeca López Serna
Elisa Rodríguez
Esther Posadas
Rodolfo Travaini
Sonia Martínez Páramo
Israel Díaz
José Manuel Estrada
Ieva Sapkaite
Juan Carlos López
Natalia Alfaro
Osvaldo Frutos
Sara Cantera
Judit Martín
Dimas García
Ilker Arkmirza
Ana Lorenzo
Thiago Do Nascimiento
Ricardo Saavedra Concha
David Marín de Jesús
María del Rosario Rodero
Roxana Ángeles Torres
Yadira Rodríguez
Cristina Álvarez Requena
Jaime Benito
Nereida Pérez

Fotos

Vídeos

Otros recursos

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El envío de este email es a la oficina de transferencia de tecnología y conocimiento. En su caso, también será enviado al investigador responsable del proyecto elegido.
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