Cultivo de Dunaliella salina en salmuera para la obtención de productos de alto valor nutricional y comercial : generando innovación en el proceso de cultivo
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Fecha
2023
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
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Editor
Universidad Andrés Bello
Nombre de Curso
Licencia CC
Licencia CC
Resumen
En Chile, las plantas de desalinización son una importante fuente de agua, abasteciendo el 1% del
suministro de agua potable. Sin embargo, el proceso de desalinización genera desafíos ambientales, como
la descarga de salmuera con impactos negativos en la salinidad, temperatura y contaminación marina,
afectando los ecosistemas y propiedades del agua.
Se propone cultivar la microalga Dunaliella salina en esta salmuera para extraer β-caroteno, un
antioxidante valioso. Nuestra estrategia se centra en un modelo de negocios B2B, ofreciendo β-caroteno a
industrias de alimentos, cosméticos y suplementos. Destacamos por nuestra estructura organizativa
horizontal con una propuesta de valor basada en la sostenibilidad y la transformación de subproductos en
recursos valiosos, contribuyendo a la economía circular y ofreciendo soluciones ambientalmente
responsables.
Dentro de los objetivos, se realizó un método de cultivo en salmuera, se evaluó un método de cosecha y
extracción de β-carotenos, se evaluó una estrategia de protección intelectual y se elaboraron estrategias
comerciales.
Se realizó el cultivo de D.salina hasta el cultivo masivo en fotobiorreactores de columna de 100 L, con
énfasis en un diseño factorial fraccional para evaluar diversas condiciones en el Centro de Investigación
Marina Quintay (CIMARQ). Además, se describió la estrategia de protección intelectual, se abordó
aspectos comerciales, incluyendo un análisis FODA y PESTEL, así como la elaboración de un modelo
CANVAS, junto con un análisis financiero y estrategias de marketing.
Se determinó la proporción más adecuada para el cultivo en fotobiorreactores de 100 L, lo que resultó en
una densidad celular de 670.000 cel/ml, un peso seco de 0,24 g/l y una concentración de carotenoides
totales de 9,5 mg/l. Se seleccionó como método de cosecha y extracción, la centrifugación y la extracción
de campo eléctrico pulsado (PEF), respectivamente. La innovación radica en el medio de cultivo,
utilizando salmuera lo que permite cumplir con los requisitos de patentamiento, pudiendo así generar una
solicitud de patente cuando la investigación alcance un nivel de TRL 5 o 6. El producto final posee una
ventaja comercial importante frente a sus competidores en el mercado a través de su innovación en el
cultivo con salmuera. La viabilidad económica se refleja en un VAN de aproximadamente $21,538,192
CLP y una TIR del 68%, indicando un retorno significativo de la inversión y sostenibilidad financiera del
proyecto.
In Chile, desalination plants are a crucial water source, supplying 1% of the drinking water. However, the desalination process poses environmental challenges, such as brine discharge impacting salinity, temperature, and marine pollution, affecting ecosystems and water properties. The proposal suggests cultivating the microalga Dunaliella salina in this brine to extract valuable β-carotene. Our B2B business model focuses on providing β-carotene to food, cosmetics, and supplement industries. We emphasize a horizontally structured organization with a value proposition based on sustainability and transforming byproducts into valuable resources, contributing to the circular economy and offering environmentally responsible solutions. Objectives include brine cultivation, evaluation of β-carotene harvest and extraction methods, intellectual property protection, and commercial strategies. Cultivation of D.salina, up to massive cultivation in 100 L column photobioreactors, was carried out with a fractional factorial design at the Marine Research Center Quintay (CIMARQ). Intellectual property strategy, commercial aspects, SWOT and PESTEL analysis, along with a CANVAS model, financial analysis, and marketing strategies were described. The proportion of 75% Brine + 25% medium J at 55 g/l NaCl in the 100 L photobioreactors resulted in a cell density of 670,000 cells/ml, a dry weight of 0.24 g/l, and a total carotenoid concentration of 9.5 mg/l. Harvest and extraction methods selected were centrifugation and pulsed electric field (PEF) extraction, respectively. The innovation lies in the cultivation medium, using brine, meeting patenting requirements. The final product holds a significant commercial advantage over competitors through brine cultivation innovation. Economic viability is reflected in an NPV of approximately $21,538,192 CLP and an IRR of 68%, indicating a significant return on investment and financial sustainability for the project
In Chile, desalination plants are a crucial water source, supplying 1% of the drinking water. However, the desalination process poses environmental challenges, such as brine discharge impacting salinity, temperature, and marine pollution, affecting ecosystems and water properties. The proposal suggests cultivating the microalga Dunaliella salina in this brine to extract valuable β-carotene. Our B2B business model focuses on providing β-carotene to food, cosmetics, and supplement industries. We emphasize a horizontally structured organization with a value proposition based on sustainability and transforming byproducts into valuable resources, contributing to the circular economy and offering environmentally responsible solutions. Objectives include brine cultivation, evaluation of β-carotene harvest and extraction methods, intellectual property protection, and commercial strategies. Cultivation of D.salina, up to massive cultivation in 100 L column photobioreactors, was carried out with a fractional factorial design at the Marine Research Center Quintay (CIMARQ). Intellectual property strategy, commercial aspects, SWOT and PESTEL analysis, along with a CANVAS model, financial analysis, and marketing strategies were described. The proportion of 75% Brine + 25% medium J at 55 g/l NaCl in the 100 L photobioreactors resulted in a cell density of 670,000 cells/ml, a dry weight of 0.24 g/l, and a total carotenoid concentration of 9.5 mg/l. Harvest and extraction methods selected were centrifugation and pulsed electric field (PEF) extraction, respectively. The innovation lies in the cultivation medium, using brine, meeting patenting requirements. The final product holds a significant commercial advantage over competitors through brine cultivation innovation. Economic viability is reflected in an NPV of approximately $21,538,192 CLP and an IRR of 68%, indicating a significant return on investment and financial sustainability for the project
Notas
Memoria (Ingeniero/a en Biotecnología)
Palabras clave
Proyectos de Inversión, Evaluación, Microalgas, Cultivo