Ingeniería en bioprocesos

Bio 6-4

Profesor: Rodrigo Ruelas Lizarraga

Integrantes:

Amador Licea Adán

Camacho Zamora Bianka Dianey

Sepúlveda García Jorge Arturo

Soto Escarrega Alfonso

Terrazas Salgado Luis

¿Qué conoces de Chlorella vulgaris?

Chlorella vulgaris

Microrganismo fotosintético

AutótrofoEficientes en la fijación de CO2

Usan energía solar para: biomasa

Requerimientos

CO2

Nitrógeno

Fósforo

Potasio

Magnesio

Otros metales

Cofactores para

enzimas

¿Sabías qué?

Chlorella

Explosión demográfica finales de1940´s

Institución Carnegie, la Fundación Rockefeller, el NationalInstitutes of Health, Universidad de California, la Comisión de

Energía Atómica de EE.UU., Universidad de Stanford

Actualmente suplemento

Futuro: Producción de energía eléctrica

Planta Tratadora de agua.

Preparación y almacenamiento de soluciones Stock

Componente Solución Stock

(g/L H20)

Cantidad usada

para 1 L de

medio Chu

Concentración

final

(g/L H20)

Ca(NO3)2 40.0 1 mL 2.44x10-4

K2HPO4 5.0 1 mL 2.87x10-5

MgSO4.7H2O 25.0 1 mL 1.01x10-4

Na2CO3 20.0 1 mL 1.89x10-4

Na2SiO3 25.0 1 mL 2.05x10-4

FeCl3 0.8 1 mL 4.93x10-6

Escalamiento de volumen

Componente Cantidad requerida

Para 1 L Para 40 000 L

Ca(NO3)2 40.0 g 1600 kg

K2HPO4 5.0 g 200 kg

MgSO4.7H2O 25.0 g 1000 kg

Na2CO3 20.0 g 800 kg

Na2SiO3 25.0 g 1000 kg

FeCl3 0.8 g 32 kg

De estas soluciones stock se necesita 1 mL por cada una y 994 mL de agua para preparar un

litro de medio de cultivo.

Tanques de almacenaje

Las soluciones Stock de los reactivos a utilizar se almacena en tanques plásticos ATERMIC

Modelo vertical fondo cónico patas metálicas

Fabricados en PRFV

Controlado automáticamente por sistemas informáticos.

Desarrollado por la empresa Bricher.

Capacidad total 50 000 litros

Chlorella sp

Esquematización de la célula

Producción de electricidad:

Chlorella vulgaris

Se requieren de 1x 1012 células para generar 1.5 Volts y 2.5 Amperes hora.

El máximo peso seco de esta micro alga que se ha reportado es de 19.82 g/ L.

3.88 x 10 14 células / m3, produciendo (1.5V * 2.5 Ah) = 3.75 Watts hora.

Volumen total= 200,978 m3,

Produce= (301,467 V * 502,445 Ah) = 1.514705 x10 11 Watts hora.

1.514705 x10 11 Watts hora / 3600 s = 42,075,163 W o 42 MW .

Carga de acumuladores de reserva y capacidad de suministro de

electricidad.

Se cuenta con un edificio que contiene acumuladores dereserva debido a que las micro algas solo producenelectricidad cuando están realizando fotosíntesis, por lotanto se debe tomar en cuenta que se cuentaúnicamente con 12 horas útiles de producción eléctricapor día teóricamente, la central eléctrica debe seguirsuministrando electricidad durante la noche

Carga de acumuladores de reserva y capacidad de suministro de electricidad.

Los acumuladores:

o Construcción en gel

o (H2SO4 + humo de sílice)

o Modelo UNIGY II DEKA

o Capacidad de almacenamiento eléctrico unitario

de 1581.1 Ah

o Total de 320 torres

o Total de capacidad de 505,952 Ah.

Tiempo de carga completa (sin pérdida de eficiencia) =

((Ac / CRC) * 10)/10

En donde

Ac= Capacidad de carga

CRC= índice de carga actual (obtenida de la capacidad de carga de los reguladores).

Se destina el 50% de la generación eléctrica para la carga de los acumuladores, por lo tanto 139.568 A /2 = 69.784 A

Tiempo de carga completa =

((505,952 Ah/ 69.784 A) * 10) /10 =

8700.309 horas.

Duración de carga de los acumuladores= Capacidad de acumuladores (Ah) / Corriente de consumo.

Por lo tanto se tiene que: 505,952 Ah / 69.784 A = 4742.17 horas.

Se debe tomar en cuenta que se requiere de mayor amperaje y tiempo para cargar los acumuladores que el tiempo en el que se descargan debido a esto se produce un descenso en la corriente durante la noche del 45%.

Tiempo de duración de carga / Tiempo de carga = 4742.17 h / 8700.309 h = 0.5450 * 100 = 54.50 % ~ 55%.

Por lo tanto para no agotar los acumuladores debido al déficit que presenta la eficiencia de carga se realizó de nuevo el cálculo para reducir el suministro durante (tomando en cuenta que no hay una eficiencia del 100%).

Para la duración de los acumuladores se toma para la ecuación el número de Puekert, el cual expresa que la capacidad de una batería acida disminuye conforme la relación en la que se descarga la misma.

= 1.1 para este caso teórico.

De esta manera se tiene la nueva duración de los acumuladores:

Duración de acumuladores = 505,952 Ah / 39.784 A 1.1 = 8798.93 horas

Se reduce el amperaje en un 42.29%:

39.78 A / 69.784 A = 0.5700 *100 = 57%

Por lo tanto se tiene un suministro nocturno de:

88.69 A * 3600 s = 143,208 Ah

301,647 V * 143,208 Ah = 4.3198 x 10 10 W h

4.3198 x 10 10 W h / 3600 s = 11, 999, 44.44 W = ~12 MW.

Inversor

Se cuenta con inversores DC/AC de la

marca Bonfiglioli modelo RPS TL, esto es

para:

Convertir la corriente DC hacia AC, el

cual es destinado para consumo en

hogares, comercio e industria.

Operan a un 98.6% de eficiencia

según lo indicado por el fabricante.

Regulador

o Se utilizan reguladores de la marca

AMCR modelo Series 5500 los cuales:

o Evitan sobrecargas a la batería que

puedan producirle daños, a impedir la

descarga de los acumuladores en

periodos de luz solar suficiente.

o Impiden la descarga de la batería en

periodos de luz solar suficiente.

La central eléctrica cuenta con un consumo interno de 1.44 KW/h, esto representa el 0.00000953% de la producción eléctrica diurna.

14,441.33 W h = 4.01148 W s.

4.01148 W s / 42, 075,163 W = 9.53 x 10-8 * 100 = 0.0000000953%

Debido al consumo interno tan bajo no representa un gasto importante.

Recuperación de los iones de oro mediante carbón activado

Sistema similar a la purificación de agua

Nivel industrial

La solución rica en oro es filtrada y

limpiada. Luego se elimina el oxigeno y se

añade polvo de zinc para

precipitar el metal y hacerlo

sólido.

La solución rica en oro es filtrada y

limpiada. Luego se elimina el oxigeno y se

añade polvo de zinc para

precipitar el metal y hacerlo

sólido.

La solución pobre sin oro pasa a un proceso

de recuperación de sales, aceites y otros

compuestos de interés.

Filtro y secador

Empaquetado

Alim

ento

para

ganado

Comercializado como alimento para ganado ofreciendo el siguiente contenido nutricional:

o 45% de proteína o 20% grasao 20% carbohidratoso 5% fibrao 10% minerales y vitaminas

Gracias!