Modelación matemática del cultivo intensivo de la microalga Isochrysis galbana en un fotobiorreactor
Fecha
2012-06-25
Autores
Calderón Rosendi, Yoel Alberto
Título de la revista
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Título del volumen
Editor
Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas
Resumen
En el presente trabajo se expone el desarrollo del modelo matemático de carácter fenomenológico
que caracteriza el proceso de cultivo intensivo de la microalga Isochrysis galbana en un
fotobiorreactor, así como el ajuste y validación del mismo con datos obtenidos experimentalmente.
Se realiza una prueba estadística no paramétrica de Mann-Whitney U para corroborar la existencia o
no de diferencias significativas entre los resultados experimentales y los resultados brindados por el
modelo matemático, una vez ajustado el mismo.
Se lleva a cabo la simulación dinámica del proceso empleando el modelo matemático, la cual
permitió realizar un análisis del comportamiento de las principales variables a tener en cuenta en este
tipo de proceso, como es el caso de la concentración de CO2 en el aire de alimentación al
fotobiorreactor y la intensidad de luz incidente al mismo, y la influencia de estas en otras variables
que fijan la calidad del proceso.
Por último se realiza una evaluación de impacto ambiental y económico, para lo cual se determina el
CO2 consumido por las microalgas y el impacto que esto trae desde el punto de vista
medioambiental, contribuyendo de esta forma a mitigar las emisiones de este gas a la atmósfera, y
un estimado preliminar del costo de la biomasa generada por las mismas.
This study discusses the development of phenomenological mathematical model that characterizes the process of intensive cultivation of the microalgae Isochrysis galbana in a photobioreactor, and the same setting and validation of data obtained experimentally. We performed a nonparametric statistical test Mann-Whitney U to corroborate the existence of significant differences between experimental results and the results provided by the mathematical model, after adjusting it. It performs dynamic simulation of the process using the mathematical model, which allowed an analysis of the behavior of the main variables to consider in this type of process, such as the concentration of CO2 in the air supply the photobioreactor and intensity of light incident thereto, and the influence of these other variables which fix the quality of the process. Finally, an evaluation of environmental and economic impact, which is determined for the CO2 consumed by algae and the impact this has from the environmental point of view, thus helping to mitigate carbon emissions to the atmosphere and a preliminary cost estimate of the biomass generated by them.
This study discusses the development of phenomenological mathematical model that characterizes the process of intensive cultivation of the microalgae Isochrysis galbana in a photobioreactor, and the same setting and validation of data obtained experimentally. We performed a nonparametric statistical test Mann-Whitney U to corroborate the existence of significant differences between experimental results and the results provided by the mathematical model, after adjusting it. It performs dynamic simulation of the process using the mathematical model, which allowed an analysis of the behavior of the main variables to consider in this type of process, such as the concentration of CO2 in the air supply the photobioreactor and intensity of light incident thereto, and the influence of these other variables which fix the quality of the process. Finally, an evaluation of environmental and economic impact, which is determined for the CO2 consumed by algae and the impact this has from the environmental point of view, thus helping to mitigate carbon emissions to the atmosphere and a preliminary cost estimate of the biomass generated by them.
Descripción
Palabras clave
Biomasa, Isochrysis galbana, Simulación Dinámica, Algas