W ostatnich latach trwają intensywne badania nad wszechstronnym wykorzystaniem alg (glonów). Rośliny te szybko się namnażają, są więc wydajnym producentem odnawialnej biomasy, a przy tym pochłaniają dwutlenek węgla zgromadzony w atmosferze (sekwestacja). Uczeni intensywnie rozwijają technologie, które pozwolą produkować energię, paliwa czy opakowania – z alg właśnie.

Paliwo, żywność, kosmetyki – wszystko z glonów

Algi charakteryzują się szybkim przyrostem biomasy, a co za tym idzie można z nich pozyskać duże ilości oleju roślinnego – rocznie z jednego hektara około 100 tys. litrów, podczas gdy w przypadku oleju palmowego tylko 6 tys. a rzepakowego zaledwie 1,2 tys. litra.

Zbiór roślin energetycznych oleistych przeprowadza się przeważnie raz w roku, zaś cykl dojrzewania alg trwa kilka/kilkanaście dni. Dodatek pożywki i dogodne warunki wegetacji sprawiają, że czas ten jest jeszcze krótszy.

Bioreaktor z glonami fot. wikimedia.org / IGV Biotech

W procesie fermentacji z alg można również pozyskać inne cenne substancje, takie jak biobutanol czy bioaceton. Biobutanol jest cennym rozpuszczalnikiem organicznym, ostatnie badania wykazują, że może być z powodzeniem wykorzystywany jako paliwo transportowe.

Coraz częściej jako o paliwie, które zastąpi ropę naftową myśli się o wodorze. Okazuje się, że najbardziej ekologicznym źródłem wodoru mogłyby być bioreaktory z zielonymi algami. Badacze – w tym z Polski – opisali przebieg reakcji chemicznych związanych ze stabilnością wytwarzania wodoru przez glony. [->]

Dobre dla zdrowia

Glony zawierają cenne kwasy omega-3, dlatego też wiele firm hoduje je i wprowadza do obrotu. Algi są również źródłem chlorofilu, a w suchej masie jego zawartość osiąga 4%. Chlorofil wykorzystywany jest w maściach, w leczeniu chorób wrzodowych oraz jako barwnik w kosmetykach. Zastosowanie komercyjne najczęściej znajdują cztery szczepy glonów: Arthrospira, Chlorella, D. salina i Alphanzomenon flos-aquae. Arthrospira jest szeroko ceniona przez smakoszy ze względu na cenne wartości odżywcze, dodatkowo szczep ten łagodzi objawy hiperlipoproteinemii, zmniejsza nadciśnienie, poprawia wydolność nerek.

Sałatka z wodorostów. fot. fliskr.com Vegan Feast Catering
Jako pasza i nawóz

Algi są coraz częściej dodawane do pasz dla zwierząt. Przykładowo, szczep Arthrospira jest wprowadzany do pokarmu dla kotów, psów, rybek akwariowych, ptaków czy koni. Ich zaletą jest bowiem także znaczącą zawartość witamin, minerałów i kwasów tłuszczowych. W przyszłości biomasa z alg może być na szeroką skalę wykorzystywana jako pokarm dla ludzi nie tylko w krajach azjatyckich. Już dzisiaj wodorosty są głównym nawozem stosowanym w Nowej Zelandii.

I jako bioopakowanie

Projektantka Margarita Talep wyprodukowała z alg opakowanie, które może zastąpić plastik. Wykorzystała w tym celu agar, żelowatą substancję pozyskiwaną z morskich glonów, stosowaną m.in. jako zagęszczacz do żywności. Talep ogrzała agar aż do otrzymania polimeru. Dodając do niego wodę uzyskała biodegradowalne opakowanie idealne np. na owoce czy warzywa. [->]

fot. Margarita Talep
Hodowla alg na skalę przemysłową

Można je hodować w różnych warunkach, w wodzie morskiej, zasolonej czy zanieczyszczonej – oczyszczając ją. Do prawidłowego rozwoju potrzebują dwutlenku węgla, światła, soli nieorganicznych oraz wody o temperaturze 20-30ºC. Całoroczną hodowlę glonów można prowadzić w krajach o ciepłym klimacie. W przypadku Polski opłacalność ogranicza się do cieplejszej połowy roku.

Praktyczne metody hodowli mikroalg na dużą skalę, to systemy otwarte (stawy kanałowe) oraz zamknięte na powietrzu i w pomieszczeniach – fotobioreaktory. W systemach zamkniętych (fotobioreaktorach) można w dużym stopniu kontrolować warunki rozwoju mikroorganizmów, dzięki czemu uzyskuje się więcej biomasy niż w przypadku systemów otwartych. Można wyróżnić trzy typy fotobioreaktorów: cylindryczne (rurowe), panelowe (płytowe) oraz pionowo-kolumnowe.

Staw do hodowli alg jest zbudowany w formie zamkniętej pętli recyrkulacyjnej tworzącej kanał o głębokości około 30 cm. Mieszanie i cyrkulację zapewnia turbina wprowadzająca zawiesinę w ruch. Biomasa glonów jest odprowadzana za turbiną na końcu pętli. Nakłady na budowę i utrzymanie systemów otwartych są niewielkie, problemem jest utrudniony zbiór alg, co podraża pozyskanie biopaliwa.

Szybkość wzrostu, cenne składniki oraz wszechstronność zastosowań każą bacznie obserwować rozwój technologii związanych z hodowlą i przetwarzaniem alg. Z pewnością jeszcze nie raz usłyszymy o ich rewelacyjnych właściwościach.

***

Literatura
B. Igliński, R. Buczkowski, G. Piechota, Algi: źródło energii i substancji chemicznych, Przemysł Chemiczny 6(90), 1186-1190.


REO POLECA

ENERGETYKA 3D. Ta wizja jest realna