SCHOTT solutions n° 1/2014 > Tubo técnico

fotobiorreactores
Con una experiencia de más de 30 años, IGV ofrece una gama de fotobiorreactores de hasta 160.000 litros de volumen total. Foto: IGV Biotech

Turbo para algas


SCHOTT investiga intensivamente junto con sus partners de proyecto el perfeccionamiento de fotobiorreactores. Con sus tubos de vidrio ovalados CONTURAX®, la empresa suministra componentes para un cultivo industrial de algas todavía más eficaz.


Christine Fuhr

Estos organismos unicelulares verdes que llamamos algas son indispensables como fuente de alimentación principal de muchos animales acuáticos. En un acuario pueden convertirse en una verdadera plaga, sin embargo para la industria ofrecen un interesante mercado con futuro. En todo el mundo hay muchos miles de especies de algas. Varios cientos de ellas están siendo cultivadas para fines de investigación o comerciales. Las algas son fototrópicas, es decir, que utilizan la luz como su principal fuente de energía y convierten el dióxido de carbono en valiosa biomasa mediante fotosíntesis y lo hacen de forma cinco veces más eficiente que las plantas terrestres. Son ricas en valiosos componentes como proteínas, lípidos, pigmentos, antioxidantes y ácidos. Además son muy versátiles en su uso, desde suplementos alimenticios, alimentos y piensos, biocombustibles y fertilizantes, hasta ingredientes para medicamentos y cosméticos.

El volumen de mercado de la producción de algas ha rebasado el millardo de dólares US y continúa creciendo con rapidez. El reto consiste en hacer más eficiente la tecnología de producción.
Microalge
Microalga haematococcus pluvialis. Foto: IGV Biotech

Los biorreactores ofrecen condiciones idóneas


El cultivo de algas en fotobiorreactores es una forma eficiente de producción. Estos dispositivos consisten en varias filas de tubos de vidrio interconectados, que pueden sumar un largo de entre 100 m y varios kilómetros y contener un volumen desde menos de 100 hasta varios miles de litros. A diferencia de los estanques abiertos, en los sistemas cerrados se pueden alcanzar condiciones de crecimiento óptimas. El riesgo de contaminación es bajo y se pueden controlar el índice pH, la concentración de nutrientes y los niveles de oxígeno. La geometría especial de estos sistemas tubulares de gran longitud permite suministrar a las algas luz, ya sea natural o artificial, sin proyección mutua de sombra entre los tubos.

SCHOTT es un partner importante de la industria de algas gracias a sus componentes tubulares de vidrio borosilicato de alta calidad DURAN® y a su know how en fotobiorreactores. Produce tubos de vidrio especial con diferentes espesores de pared, diámetros y largos, desde 1,4 a 10 metros. SCHOTT ofrece asimismo codos de vidrio y conectores especiales patentados a juego, desarrollados conjuntamente con Jäger Gummi und Kunststoff GmbH, de Hanover, Alemania. Resisten presiones de hasta 3 bares, se pueden montar y desmontar fácilmente y son reutilizables. En los últimos años SCHOTT ha suministrado productos para proyectos en todo el mundo. En Francia, su cliente Microphyt ya está operando fotobiorreactores que incorporan tubos de vidrio de SCHOTT. Hay otros en proyecto o en construcción. Varicon Aqua Solutions Ltd., de Gran Bretaña, atesora una dilatada experiencia con su sistema patentado BioFence™. Tiene en funcionamiento más de 100 sistemas piloto y comerciales en todo el mundo, en los que hasta ahora se utilizaban tubos de polímero. Esta empresa ha aconsejado a sus clientes que los reequipen con tubos de vidrio, debido a su mayor durabilidad y facilidad de limpieza. Recientemente instalaron dos nuevas plantas de cultivo en Islandia y Suecia. Algae Enviro-Engineering (AEE), un productor de algas y proveedor de soluciones ”verdes” con sede en Singapur, también opera fotobiorreactores que emplean tubos de vidrio DURAN® y conectores SCHOTT. SCHOTT ha venido colaborando estrechamente con IGV GmbH, de Nuthetal, Alemania, desde la década de los 90 y ha aprendido mucho gracias a esta asociación. Ambas empresas han intercambiado de forma continuada ”incentivos para realizar más desarrollos y mejoras en la geometría y el procesado de los tubos”, explica el Dr. Peter Waldeck, Director del Área Biotecnología de IGV.
Conturax
El crecimiento de las algas es más eficiente con los tubos de vidrio ovalados CONTURAX® de SCHOTT. Foto: SCHOTT/M. Jahrreiss
Los tubos ovalados CONTURAX® son el desarrollo más reciente. ”La forma oval permite aprovechar mejor la luz que necesitan las algas para la fotosíntesis. Esto mejora la eficiencia de los fotobiorreactores de nuestros clientes”, comenta el Dr. Nikolaos Katsikis, Director de Business Development en SCHOTT Tubing. Otro punto a su favor es que los tubos ovalados presentan extremos de sección redonda, que permiten acoplarlos entre sí con conectores estándar. ”SCHOTT es el único fabricante del mundo que ofrece tubos ovalados con extremos redondos para esta aplicación.”

Tubos de vidrio innovadores en modo de test


Para seguir impulsando la tecnología de producción mediante el know how concentrado de los campos de la ciencia y la industria, SCHOTT ha iniciado en Estados Unidos un proyecto de investigación junto con la empresa de tecnología de algas Heliae y la Universidad Estatal de Arizona (ASU). Gracias a la planta de ensayos de ASU ahora es posible comparar directamente y en un mismo emplazamiento los reactores tubulares con otros sistemas, tales como los reactores planos y los estanques de carrusel. Aparte de esto, un partner académico objetivo puede evaluar nuevos productos de SCHOTT, como los tubos ovalados. El reactor Helix™ de Heliae, con tubos de vidrio de paredes especialmente delgadas y altamente transparentes, resulta idóneo para cultivar diferentes cepas de algas. Los tubos utilizados al principio del proyecto serán sustituidos más adelante por los nuevos tubos ovalados CONTURAX®. A diferencia de los datos confidenciales de clientes, los datos comparativos sobre tasas de crecimiento y concentraciones finales de este proyecto se pueden publicar y demuestran cómo afecta la nueva geometría a la rentabilidad de la producción de algas.

”La colaboración entre los equipos de investigación y desarrollo de Heliae y SCHOTT ha permitido a ambas empresas desarrollar una tecnología puntera, que realmente nos permitirá impulsar este sector”, dijo Dan Simon, Presidente y CEO de Heliae, durante la puesta en marcha de la planta de ensayos en Arizona. La implicación de SCHOTT en la mejora de la eficiencia de los cultivos de algas ha despertado mucho interés: los expertos de SCHOTT son ponentes en conferencias internacionales como la Alg‘n’Chem 2014, en Montpellier (Francia), y la Algae Biomass Summit (ee.uu.). El Dr. Katsikis señala que ”esta oportunidad de presentar nuestro know how y nuestras innovaciones a especialistas y responsables de la toma de decisiones de la ciencia y la industria es una plataforma idónea para nosotros como proveedores”. La competición por las cuotas de mercado sólo acaba de empezar y este es un buen comienzo para que la empresa se posicione en el futuro en cabeza como proveedor importante. <
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Feedback de algunos clientes y partners: El vidrio presenta muchas ventajas