Biorafineria mikroalg do wytwarzania rożnych produktów spożywczych, pasz i substancji zapachowych
Nasze obecne systemy rolnicze i produkcyjne wywierają negatywny wpływ na środowisko, między innymi w związku z zanieczyszczeniami, niszczeniem siedlisk i emisjami ze spalania paliw kopalnych. Aby zrealizować założenia Europejskiego Zielonego Ładu i ograniczyć te skutki, musimy znaleźć nowe procesy. Przyjaznym dla środowiska rozwiązaniem mogą być algi, mające szeroki wachlarz potencjalnych zastosowań, takich jak paliwa, źródło żywności i materiał do produkcji. Problemem jest jednak osiągnięcie skali produkcji wyrobów z mikroalg dorównującej produktom konwencjonalnym, co sprawia, że są one obecnie niedostatecznie wykorzystywane jako rośliny uprawne. W ramach projektu MULTI-STR3AM naukowcy budują biorafinerię produktów z mikroalg, łącząc kilka technologii w celu obniżenia kosztów produkcji oraz zwiększenia jej skali i zrównoważonego rozwoju. Projekt otrzymał finansowanie ze środków wspólnego przedsięwzięcia na rzecz Europy opartej na zasadach obiegu zamkniętego i zasobach przyrody, partnerstwa publiczno-prywatnego. „Aby zwiększyć skalę i obniżyć koszty produkcji mikroalg, projekt MULTI-STR3AM zakłada zademonstrowanie integracji różnych technologii w scentralizowanej biorafinerii, w modelu produkcji, który jest zarówno zrównoważony, jak i ekonomicznie opłacalny”, mówi Mariana Doria, kierowniczka ds. innowacji w portugalskiej firmie A4F-Algafuel i koordynatorka projektu MULTI-STR3AM.
Tworzenie nowych produktów z mikroalg
W ramach projektu MULTI-STR3AM przetwarzanych jest obecnie 10 różnych szczepów mikroalg w celu wytworzenia 27 „frakcji biorafineryjnych” (składników). W ramach tego projektu firma A4F produkuje mikroalgi autotroficznie (przy pomocy fotosyntezy), podczas gdy firma Phycom zwiększa produkcję poprzez fermentację. Partnerzy przemysłowi Upfield, ForFarmers i IFF testują i oceniają te frakcje, aby znaleźć najlepszych kandydatów do testów w skali pilotażowej i demonstracyjnej oraz prób in vivo. Następnie zostaną one wprowadzone do receptur jadalnych past do smarowania, składników pasz dla drobiu, świń i przeżuwaczy oraz innych związków organicznych przeznaczonych do stosowania w przemyśle perfumeryjnym. „Mikroalgi mają ogromny potencjał w zakresie biosyntezy i stanowią bogate źródło lipidów, białka i wartościowych związków, takich jak pigmenty”, zauważa Doria.
Budowa biorafinerii mikroalg
Aby opracować te produkty, zespół zwiększył skalę produkcji mikroalg z 1 m3 do prawie 100 m3. W efekcie powstała biorafineria o mocach pozwalających na przetwarzanie 10 ton biomasy rocznie. „Biorafineria ta została zaprojektowana z myślą o przetwarzaniu wielu gatunków mikroalg przy użyciu różnych technologii i dostarczania różnych produktów”, dodaje Doria. „Budowa biorafinerii MULTI-STR3AM polegała na zmodernizowaniu opuszczonego zakładu przemysłowego i rewitalizacji starych instalacji w celu stworzenia zrównoważonej biorafinerii odpowiadającej przyszłym potrzebom”. Biorafineria MULTI-STR3AM została zaprojektowana w taki sposób, aby umożliwić wykorzystanie różnych gatunków mikroalg do produkcji szeregu wartościowych składników. Dzięki wykorzystaniu różnych surowców biomasy i integracji strumieni odpadów przemysłowych dostarczanych przez jednostki produkcyjne biorafineria może działać w sposób niepowodujący generowania odpadów.
Pozytywny odzew
W projekcie udało się już osiągnąć kilka ważnych rezultatów. Chodzi o integrację bocznych strumieni przemysłowych – takich jak bogate w azot ścieki i przemysłowe ścieki solankowe – jako surowców do uprawy mikroalg. Biorafineria wyprodukowała 26 próbek mikroalg do testów w zastosowaniach spożywczych, paszowych i perfumeryjnych (Spirulina, Dunaliella, Nannochloropsis i Chlorella). Niektóre produkty są już testowane przez użytkowników końcowych, których opinie się wykorzystywane do dalszego rozwijania biorafinerii. W ostatnim roku projektu, który ma zakończyć się w kwietniu 2025 r., partnerzy rozszerzą testy, zwiększą skalę prototypów pod kątem dalszych testów i ocenią receptury produktów. Aby zwiększyć wydajność produkcji mikroalg, zoptymalizować procesy biorafinacji i wesprzeć partnerów przemysłowych, w projekcie uczestniczą też ośrodki IMIC, iBET i LNEG. „Rozbudowa biorafinerii i uruchamianie kolejnych urządzeń wymaga ciągłej optymalizacji procesu, aby zapewnić najlepsze warunki do frakcjonowania i oczyszczania oraz rafinacji mikroalg”, dodaje na koniec Doria.
Słowa kluczowe
MULTI-STR3AM, algi, mikroalgi, żywność, pasza, uprawy
