Tecnología de membranas para la eliminación de O2 y N2 durante el acondicionamiento de biogás en fotobiorreactores de microalgas

Abstract

Una de las limitaciones del acondicionamiento biológico de biogás en fotobiorreactores de microalgas-bacterias es la contaminación del biometano con O2 y N2. Este trabajo tiene como objetivo la reducción de estos gases en el biometano mediante la desgasificación del caldo de cultivo antes de ser alimentado a la columna de absorción. Para ello se propone la utilización de membranas líquido-gas de polidimetilsiloxano (PDMS). Se estudió la capacidad de eliminación de O2 disuelto de dos configuraciones de membrana, plana y de fibra hueca, obteniendo valores de eficacia de eliminación de 7.7% y 86.8%, respectivamente, operando con un caudal líquido a la columna de absorción de 20 mL/min. Una vez determinada la configuración óptima, se acopló una membrana tubular al sistema de acondicionamiento de biogás, alcanzando eliminaciones del 33% del O2 disueltos, lo que contribuyó a mejorar la calidad del biometano obtenido. Finalmente, se analizó la influencia de la presión de vacío en la composición final del biometano, realizando ensayos a 100 mbar, 300 mbar y a presión atmosférica. De este modo se observó que las concentraciones de H2S y CO2 no dependen de la membrana, mientras que las concentraciones de O2 y N2 resultaron similares a 100 y 300 mbar, y mayores al operar sin vacío. Se demostró por tanto que el uso de membranas permite una mejora viable del acondicionamiento fotosintético del biogás.