[en] This thesis focuses on the development of new approaches for separation processes in biodiesel production from microalgae by membrane technology. Biodiesel production from microalgae is a theme being developed in the last years that still need more investigation in order to reduce its costs. Among all steps involved in the process this thesis focuses the investigation of the microalgae dewatering by using several membrane filtration techniques and on transesterification by using a catalytic membrane reactor. Harvesting step is one of the major responsible of the final cost of microalgae biodiesel, and transesterification reaction needs the utilisation of too much quantity of water and many stages that make it unfeasible for this application. Enhancements are needed in this sense, starting from the research of cheaper methods and materials for the first process to simpler configurations for the latter one. Considerable attention has been dedicated to the complete understanding of membrane filtration technology in this application from the laboratory to the pilot plant scale. To reach these goals specific studies have been performed for this application on: (i) new materials in membrane filtration, from polymers already known (PSf, PAN) to polymers usually not employed in membrane industry (ABS, PETg, sawdust CA); (ii) new technologies in microalgae dewatering, as vibrating cross-flow filtration system; (iii) new perspectives in the transesterification reaction, with the utilization of heterogeneous catalyst immobilized on a membrane. Finally, permeability is the most studied parameter in membrane filtration technology for the evaluation of fouling phenomena. This parameter depends from many variables and its study is particularly important when synthesized membranes with unknown characteristics are used. To simplify its attainment a final theoretical study has been carried out on membrane permeability prediction by the development of a model conceived for porous membranes.

[es] Esta tesis se centra en el desarrollo de nuevos enfoques para procesos de separación en la producción de biodiesel a partir de microalgas mediante tecnología de membranas. Entre todas las etapas implicadas en el proceso, esta tesis se centra en la investigación de la deshidratación de microalgas mediante el uso de varias técnicas de filtración de membrana y en la transesterificación mediante el uso de un reactor catalítico de membrana. La etapa de cosecha es una de las principales responsables del coste final del biodiesel de microalgas, y la reacción de transesterificación necesita la utilización de demasiada cantidad de agua y muchas etapas que hacen que este proceso sea inviable para esta aplicación. Se necesitan mejoras en este sentido, a partir de la investigación de métodos y materiales más baratos para el primer proceso a configuraciones más simples para el último. Para alcanzar estos objetivos se han realizado estudios específicos para esta aplicación en: (i) nuevos materiales en la filtración por membrana, a partir de polímeros ya conocidos (PSf, PAN) a polímeros generalmente no empleados en la industria de la membrana (ABS, PETG, CA de serrín); (ii) nuevas tecnologías en la deshidratación de las microalgas, como sistema de filtración vibratoria de flujo transversal; (iii) nuevas perspectivas en la reacción de transesterificación, con la utilización de catalizador heterogéneo inmovilizado en una membrana polimérica. Por último, la permeabilidad es el parámetro más estudiado en la tecnología de filtración por membrana para la evaluación de los fenómenos de ensuciamiento. Este parámetro depende de muchas variables y su estudio es particularmente importante cuando se utilizan membranas sintetizadas con características desconocidas. Para simplificar su obtención un estudio teórico final se ha llevado a cabo en la predicción de permeabilidad de la membrana con el desarrollo de un modelo pensado para membranas porosas.