Diseño de un fotobiorreactor para la obtención de compuestos bioluminiscentes

El objetivo principal de este trabajo es el diseño de un fotobiorreactor, a nivel de planta piloto, para la obtención anual de 30 kg de Dinoflagellate Luciferina. Para poder cumplir con el objetivo descrito anteriormente, se ha realizado una introducción teórica para adquirir los conocimientos necesarios para así poder realizar el diseño del fotobiorreactor. Inicialmente se ha definido el concepto de biorrefinerías y química sostenible, que son dos conceptos clave en los que se ha basado este trabajo. Proponen métodos alternativos que respetan el medio ambiente para la obtención de productos. También, se ha definido el concepto de microalgas, como se clasifican y las diferentes aplicaciones, así como el producto a obtener, que es el Dinoflagellate Luciferina. Por último, se han descrito los distintos tipos de fotobiorreactores, así como los diferentes sistemas de cultivo y como interaccionan con la luz. El diseño se ha realizado para un fotobiorreactor de 60 litros de volumen total de tipo Airlift que trabaja en lotes. El diámetro interior del downcomer será de 250 milímetros y el del riser de 112,5 milímetros. La altura del downcomer será de 1000 milímetros. Contará con una campana superior, también conocida como desgasificador, de 10 litros. La productividad del proceso será de 17 gramos de Dinoflagellate Luciferina por litro de cultivo en fermentaciones de 6 días de duración. Al tratarse de un fotobiorreactor tipo Airlift la agitación se realizará a partir del aire introducido para realizar la aireación, para realizarlo se utilizará un compresor de 200 W. El cultivo para poder crecer adecuadamente necesitará dos ciclos de 12 horas cada uno, en el primero estará iluminado mediante una tira LED de 6 metros de longitud en total y, en el segundo, estará en la oscuridad para que se pueda realizar la fotosíntesis correctamente. El material del fotobiorreactor será de metacrilato, con un grosor de paredes de 5 milímetros. El soporte del fotobiorreactor será construido con acero inoxidable 316 L. Además, se detallaran las condiciones óptimas para realizar el cultivo de forma adecuada y con qué sondas se controlaran algunos parámetros como pH o temperatura. Se han detallado las condiciones de seguridad para la correcta manipulación del fotobiorreactor para así poder minimizar la posibilidad de que ocurra un accidente. Se ha cuantificado el coste del fotobiorreactor a partir de un estudio económico para conocer el coste de los materiales. El coste del fotobiorreactor será de 16.600,00 €