Environmental assessment of microalgae biodiesel production in Colombia: comparison of three oil extraction systems

• Autores: Yeniffer Pardo Cárdenas, Israel Herrera Orozco, Ángel Darío González Delgado, Viatcheslav Kafarov
• Localización: CT&F - Ciencia, tecnología y futuro, ISSN-e 0122-5383, Vol. 5, Nº. 2, 2013, págs. 85-100
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Evaluación ambiental de la producción de biodiesel de microalgas en Colombia: comparación de tres sistemas de extracción de aceite
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• Resumen
  • español

    E l objetivo del estudio fue comparar tres casos de producción de biodiesel de microalgas en Colombia basados en tecnologías emergentes para la extracción de aceite aplicando la técnica de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) mediante el concepto "cuna a tumba". Los métodos evaluados corresponden a los tres casos comparados: caso 1, extracción por hexano (HE); caso 2, extracción con metanol/cloroformo (MCE), y caso 3, etanol/hexano (EHE). Las condiciones de operación para cada método fueron previamente ajustadas experimentalmente. Las rutas fueron simuladas usando el software Aspen Plus® 7.1, tomando como materia prima un robusto modelo de la microalga Chlorella sp. Las emisiones ambientales asociadas con la producción de biodiesel fueron cuantificadas y evaluadas utilizando el software Simapro 7.1. Los resultados confirman el potencial de las microalgas como sumideros de gases de efecto invernadero, pero resaltan la necesidad de disminuir el consumo de energía y de hacer algunas mejoras técnicas en la etapa de extracción de aceite. Los resultados relacionados con las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) se compararon con los criterios europeos de sostenibilidad. El caso 1 presenta la reducción más importante respecto a la referencia fósil (156%). En los otros dos casos, la reducción disminuye a causa del elevado consumo de energía, el caso 2 presenta una reducción del 99% y el caso 3 del 14%.

  • English

    The objective of the study was to compare three cases of biodiesel production from microalgae dried biomass applying the Life Cycle Assessment (LCA) technique by means of the "cradle to grave" concept, presenting preliminary results for environmental assessment of emerging technologies for microalgae biodiesel production in Colombia focused on oil extraction stage. The evaluated processes correspond to the following cases: case 1 hexane-based extraction (HE), case 2 methanol/chloroform (MCE) and case 3 ethanol/ hexane (EHE). Operating conditions for each extraction method were adjusted with experimental work. Routes were simulated using the Aspen Plus® 7.1 software, taking as a feedstock a robust modeled composition of Chlorella sp. Environmental emissions associated with algae biodiesel production were quantified and evaluated through the Simapro 7.1 software. The outcomes confirm the potential of microalgae as a sink of greenhouses gases, but highlight the crucial necessity of decreasing energy consumption and some technical improvements in oil extraction step. Results related with greenhouse gas (GHG) emissions were compared with European sustainability criteria, in order to identify the reduction of the hypothetical microalgae biodiesel. Case 1 presents the most important reduction respect to fossil reference (156%). For the other two scenarios, reduction decreases because of higher energy consumption. Case 2 presents a reduction of approximately 99% and case 3 presents a reduction reaching 14%.

  • português

    O objetivo do estudo foi comparar três casos de produção de biodiesel de microalgas na Colômbia baseados em tecnologias emergentes para a extração de óleo aplicando a técnica de Análise de Ciclo de Vida (ACV) mediante o conceito �berço ao túmulo�. Os métodos avaliados correspondem aos três casos comparados: caso 1, extração por hexano (HE); caso 2, extração com metanol/clorofórmio (MCE) e; caso 3, etanol/hexano (EHE). As condições de operação para cada método foram previamente ajustadas experimentalmente. As rotas foram simuladas usando o software Aspen Plus® 7.1, tomando como matéria-prima um robusto modelo da microalga Chlorella sp. As emissões ambientais associadas com a produção de biodiesel foram quantificadas e avaliadas utilizando o software Simapro 7.1. Os resultados confirmam o potencial das microalgas como sumidouros de gases de efeito estufa, mas ressaltam a necessidade de diminuir o consumo de energia e de fazer algumas melhoras técnicas na etapa de extração de óleo. Os resultados relacionados com as emissões de Gases de Efeito Estufa (GEI) são comparados com os critérios europeus de sustentabilidade. O caso 1 apresenta a redução mais importante com relação à referência fóssil (156%). Nos outros dois casos, a redução diminui por causa do elevado consumo de energia, o caso 2 apresenta uma redução de 99% e o caso 3 de 14%.