3D-печатные кораллы и новые биореакторы для повышения производства микроводорослей для биотоплива

Фотосинтезирующие микроводоросли, использующие свет как источник энергии, могут производить биотопливо и косметику. Однако водоросли в реакторе блокируют свет, необходимый для их роста. Новые конструкции реакторов могут решить эту проблему.

Сейчас микроводоросли выращивают в открытых искусственных прудах или в закрытых фотобиореакторах (прозрачных трубах или мешках). Открытые пруды сложно контролировать, а в фотобиореакторах водоросли по мере роста затеняют друг друга.

Доктор Дэниел Вангпрасерт из Кембриджского университета и его проект BioMIC-FUEL нашли решение, вдохновившись коралловыми рифами. Кораллы имеют уникальную структуру из карбоната кальция, которая эффективно рассеивает свет для плотно растущих на них водорослей.

Исследователи разработали метод 3D-печати, воспроизводящий форму и светорассеивающие свойства кораллов. Используя специальную «биочернильную» смесь (bio-ink) с питательными веществами, они создали искусственные структуры, аналогичные натуральным по прочности, мягкости и оптическим качествам.

В результате плотность выращиваемых микроводорослей удалось увеличить в 100 раз по сравнению с природными кораллами. Сейчас идёт работа по оптимизации и масштабированию технологии для промышленного использования.

Параллельно израильская компания Brevel разрабатывает крупномасштабный фотобиореактор с запатентованной системой освещения и очистки. Их технология решает ключевые проблемы: предотвращает перегрев культуры и рост нежелательных бактерий, а также минимизирует затенение.

Результаты Brevel впечатляют: стоимость выращивания микроводорослей снижена на 90%, а урожайность в 200 раз выше, чем у лучших современных уличных фотобиореакторов.

Помимо биотоплива, технология Brevel может производить органический пигмент астаксантин, который придаёт розовый цвет мясу фермерского лосося. Сейчас для этого используют синтетический пигмент из нефтепродуктов, который составляет 10% конечной цены лосося. Органический астаксантин безопасен для прямого употребления, богат антиоксидантами и может производиться по той же цене, что и синтетический.

Компания также рассматривает производство продуктов для индустрии питания и косметики. Генеральный директор Brevel Йонатан Голан отмечает, что высокомаржинальные продукты (нутрицевтики, косметика) могут сделать бизнес рентабельным, а оставшаяся биомасса с белками и липидами пойдёт на рынок протеинов или производство биотоплива. В следующем году Brevel планирует построить первый завод фотобиореакторов.