Биореактор для водорослей

Молодые ученые Томского политехнического университета анонсировали в апреле 20147 года биореактор для выращивания одноклеточных водорослей, таких как хлорелла. Благодаря правильно подобранному режиму освещения и поддержанию других необходимых для культивирования условий установка позволит за 12 часов получить до 400 литров смеси водорослей и воды. Эта смесь — питательная кормовая добавка для сельскохозяйственных животных. Участники ведут переговоры с фермерскими хозяйствами, готовыми попробовать новую добавку для своих животных.

Одноклеточные водоросли являются богатыми источниками белка и витаминов. Так, хлорелла содержит около 50 % белка, 40 % углеводов и 7-10 % жиров, а также витамины А, B2, К, РР и многие микроэлементы. Одноклеточные водоросли выращивают в условиях мягкого теплого климата — в Средней Азии, в Крыму — в открытых бассейнах со специальной питательной средой. В Томской области погодные условия не позволяют выращивать водоросли таким способом.

Установка, разработанная политехниками, состоит из блока культивирования — это две большие емкости, где происходит сам процесс выращивания водорослей, блока управления питательной средой для хлореллы, блока нагрева и блока управления освещением.

«В блоке управления освещением установлены светодиоды трех цветов: красного, синего и белого — мы можем сформировать такой спектр излучения, который помогает водорослям расти быстрее. Это очень важно, ведь правильное освещение способствует ускоренному росту растений и водорослей. На рынке существуют системы досветки растений, но они универсальные, а для каждого растения нужен свой режим. Установка позволяет подобрать уникальный спектр именно для хлореллы. Сейчас в России выращивают хлореллу, но на это уходит от суток до двух недель. У нас для получения нужной концентрации в лабораторных условиях уходит около 12 часов, то есть как минимум в два раза меньше», — говорит участник проекта, аспирант Института физики высоких технологий ТПУ Александр Малахов.

Установка максимально автоматизирована, все процессы досветки и поддержки температурного режима протекают без участия человека.

«Конечный продукт — это жидкая суспензия из водорослей и воды. Она может храниться в темном месте в течение месяца, сохраняя все свойства. Пока мы остановились на жидком продукте, но потом водоросли можно высушивать или капсулировать», — отмечает аспирант.

По словам разработчиков, стоимость установки для фермерских хозяйств составит несколько сотен тысяч рублей. Также разработчики рассматривают вариант продажи хозяйствам уже готовой добавки.

«Технологии выращивания хлореллы пришли из советских времен, тогда ее выращивали в теплицах, использующих солнечный свет или электрические лампы. По данным советских исследователей, добавка из хлореллы позволяет ускорять набор массы животных, у куриц повышается класс яиц, снижается риск падежа скота за счет повышения иммунитета у животных. Установка, разработанная аспирантами, выводит технологию на новый уровень. Во-первых, используются более энергоэффективные светодиоды. Во-вторых, увеличивается скорость роста водорослей. В третьих, если раньше во время культивирования водоросли перемешивали лопастями, которые их повреждали, то здесь перемешивание происходит с помощью потока воды. Это помогает клеткам равномерно получать свет и тепло», — говорит научный руководитель проекта, директор Института физики высоких технологий Алексей Яковлев.