Алтернативни енергийни източници

ВЕИ енергетикaИновацииСп. Енерджи ревю - брой 6, 2011

Фотосинтезиращите микроводорасли предлагат 70-85% повече масло, отколкото рапицата, твърдят специалисти

Алтернативни енергийни източници

ПОДОБНИ СТАТИИ

В момента основният процент електроенергия, получена от възобновяеми източници, се формира от слънчевата и вятърната енергия. Приложението на биоетанола и биодизела, получени от растителни култури, все още е ограничено поради факта, че изходните суровини се използват като хранителни продукти. Алтернатива за производството на биодизел предлагат фотосинтезиращите микроводорасли - едноклетъчни организми, които подобно на растенията, могат да осъществяват процеса фотосинтеза. Приложението им се основава на синтезираните от тях продукти като каротени, ненаситени мастни киселини, антиоксиданти, полимери и др. Освен това, някои щамове при подходящи условия натрупват мазнини в размер на над 50% от собственото си тегло. Именно тези мазнини дават перспективи за производство на биодизел без използването на хранителни суровини. Потенциалът на микроводораслите се крие в бързото натрупване на биомаса, кoето може да осигури хиляди килограми мазнини от единица площ, съпоставени срещу няколко стотин, добивани от маслодайните растения. Според изследователите, 1 тон биомаса от водорасли поглъща 1,6 тона въглероден двуокис, като при това произвежда 1,2 тона кислород. Биогоривото, получено от водорасли, не съдържа сяра, не е токсично и лесно се разгражда биологически.

Освен в естествена среда, фотосинтезиращите микроводорасли могат да се отглеждат в открити площи и закрити инсталации, наречени фотобиореактори, в които се развиват селектирани микроорганизми в стерилни условия и подходяща хранителна среда. Технологията е разработена първо от НАСА. Фотобиореакторите могат да бъдат от непрекъснат тип, при които водата непрекъснато циркулира или от периодичен тип, при които периодично се отделят култивираните водорасли. При фотобиореактор от непрекъснат тип отнемането на водораслите става непрекъснато - ежедневно или по-често. Преимущества на тази технология са високите скорости на растеж и голяма реколта от единица площ на микроводораслите.

Фотобиореакторите биват тръбни, хоризонтални, вертикални, панелни, колонни и др.

За момента най-предпочитани са тръбните реактори поради голямата си осветена площ и удобството при създаване на по-мащабни инсталации. Проблем при тях се явява натрупването на кислород, достигащ инхибиращи концентрации и затрудненията с поддържането на температурата. При проектирането на големи инсталации се увеличава диаметъра на тръбите, с което се намалява отношението между осветена повърхност и обем, следователно и количеството на светлина, достигащо до клетките. Също така се увеличава дължината на тръбите, което създава условия О2 и СО2 да достигнат инхибиращи и лимитиращи концентрации в различните зони на осветеност.

Сред основните изисквания към конструкцията на всички типове фотобиореактори са ефективното снабдяване със светлина, оптималното разпределение на въглероден двуокис, отстраняването на кислорода, натрупан при фотосинтезата, възможностите за надграждане на конструкцията и др. Продуктивността на фотобиореакторите се определя от скоростта на растеж на биомасата. Тя зависи от състава на хранителната среда, температурата и количеството светлина, което достига до културата. При развитието си фотосинтезиращите микроорганизми образуват плътна културална среда, която възпрепятства проникването на светлина във вътрешността на реактора. Така се образуват зони с различно осветяване, които имат различен обем, но ефективното достигане на светлина до клетките не може да се реши с увеличаване на количеството светлина, тъй като над определени граници тя притежава инхибиращ ефект. Престоят на отделните клетки в различните зони зависи от динамичните характеристики на реактора.

Сериозният интерес към фотобиореакторите доведе до появата на пазара на промишлени инсталации за култивиране на микроводорасли. Пилотен проект бе реализиран и в България, в района на град Велико Търново.

Новият брой 3/2019

брой 3-2019

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ


Top