Biodiesel production from microalgae: progress and biotechnological prospects

Abstract

RESUMENAntecedentes. Las microalgas son una alternativa para la obtención de biodiésel por su alto rendimiento de lípidos y su perfil de ácidos grasos. Objetivos. Hacer una revisión sobre los avances y perspectivas actuales de la producción de biodiésel a partir de microalgas. Métodos. Se realizó una búsqueda actualizada de los trabajos de investigación relacionados con la producción de biodiésel a partir de microalgas, con especial énfasis en la biosíntesis de ácidos grasos y triglicéridos, la producción de biomasa, las técnicas de extracción, los procesos biotecnológicos implementados en sistemas de cultivo, la transesterificación y los sistemas de doble propósito. Resultados. Las microalgas tienen rendimientos altos de producción de lípidos (59 m 3 ha -1 año -1 ), por lo que representa una alternativa para la obtención de biodiésel; sin embargo, el costo de producción y recuperación de biomasa sigue siendo elevado ($5.8 USD Kg -1 ), aunado a los altos requerimientos energéticos (33 MJ Kg -1 ). Actualmente no existen técnicas industriales factibles para la extracción de lípidos y se están probando los métodos por fluidos supercríticos, campo eléctrico de pulso, microondas y ultrasonicación. La biotecnología ha propuesto un novedoso sistema biológico mediante el uso de lipasas recuperadas de hongos filamentosos para el proceso de transesterificación, los cuales ya son comerciales, y ha logrado rendimientos de biocatálisis mayores al 90%. Los "sistema de doble propósito" pueden ser optimizados utilizando un diseño modular que establezca los procesos y operaciones unitarias bien definidas. Conclusiones. El uso de microalgas para la obtención de biodiésel representa una técnica viable gracias a su alto contenido lipídico y a su perfil de ácidos grasos, aunque hace falta el desarrollo de tecnologías que disminuyan el costo de producción. El uso de sistemas de doble propósito se vislumbra como una buena opción para reducir estos precios, al mismo tiempo que se reusan aguas residuales. ABSTRACTBackground. Microalgae have proven to be an excellent alternative to produce biodiesel due of its high lipid yield and its fatty acid profile. Goals. A review was made on the current advances and perspectives on the production of biodiesel from microalgae. Methods. An updated search was done of the research work related to biodiesel production from microalgae, emphasizing fatty acid and triglyceride biosynthesis, biomass production, extraction techniques, biotechnological processes implemented in culture systems, transesterification and dual purpose systems. Results. Microalgae have shown high yields of lipid production (59 m 3 ha -1 year -1 ) representing an alternative to produce biodiesel. However, costs of biomass production and recovery remain high (US $ 5.8 kg -1 ), coupled with high-energy requirements (33 MJ kg-kg -1 ). Supercritical fluids, electric pulse field, microwave and ultra sonication have being tested for lipid extraction, but currently there are no feasible industrial techniques in this field. Biotechnology ha...