To zupełnie nowy rozdział w zakresie badań interdyscyplinarnych na Politechnice Koszalińskiej: na uczelni powstała instalacja do uprawy mikroalg i produkcji biomasy. Badaniami zajmuje się zespół naukowców z różnych wydziałów. Badaczki i badacze są przekonani, że ich odkrycia przyczynią się do opracowania innowacyjnych rozwiązań przydatnych np. w medycynie, energetyce.
Mikroalgi – to inaczej glony, czyli samożywne organizmy, które naturalnie występują w akwenach z wodą słodką i słoną. Stanowią pokarm dla innych organizmów i w naturalny sposób wzbogacają wodę w tlen.
dr Alina Ostach-Robakowska (po lewej), dr Bartosz Walendzik i prof. Małgorzata Smuga-Kogut.
Źródła białka
Można je hodować w kontrolowanych warunkach. Umożliwiają to fotobioreaktory, czyli urządzenia zapewniające optymalne warunki do wzrostu organizmom, których głównym źródłem energii jest światło. To ważne, ponieważ mikroalgi znajdują szereg zastosowań, w tym między innymi w energetyce, przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i w ochronie środowiska.
Algi one źródłem białka, aminokwasów i witamin naturalnego pochodzenia. Coraz częstsze jest więc zastosowanie mikroalg do produkcji żywności, paszy dla zwierząt, nawozów i wysokiej jakości bioproduktów. Poza tym są składnikami: biopaliw, naturalnych barwników, preparatów do odbudowy skóry. Sproszkowane mikroalgi, znane pod nazwą spirulina, mają wyjątkowe wartości odżywcze i doskonale uzupełniają żywność.
Biopaliwa z mikroalg
Z mikroalg można pozyskiwać inne cenne związki, jak np. barwniki, przeciwutleniacze i inne biologicznie aktywne cząsteczki. Ważne jest także znaczenie tych organizmów dla ekologii. Mikroalgi mogą wspierać proces oczyszczania ścieków. Można je również wykorzystywać do uzdatniania wody w akwenach z hodowlą ryb.
Dzięki nowej instalacji do uprawy mikroalg – w warunkach laboratoryjnych – rozpoczęła się nowa era w obszarze badań interdyscyplinarnych. Zespół naukowy zainaugurował badania zrównoważonej produkcji biomasy na cele energetyczne, żywieniowe i środowiskowe. Nowo utworzone stanowisko wyposażone w instalację do uprawy mikroalg stanowi odpowiedź na wyzwania związane z dostępnością surowców do produkcji paliw i koniecznością ograniczenia emisji gazów cieplarnianych.
Surowiec w ciepłownictwie
W skład zespołu naukowego weszli: prof. Małgorzata Smuga-Kogut, prof. Tomasz Piskier i Beata Erlichowska z Katedry Agrobiotechnologii Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Energetyki, dr Bartosz Walendzik z Katedry Technologii Wody, Ścieków i Odpadów Wydziału Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji oraz dr Alina Ostach-Robakowska z Katedry Grafiki Projektowej Wydziału Architektury i Wzornictwa.
Jak podkreśla prof. Małgorzata Smuga-Kogut, mikroalgi, dzięki wysokiej efektywności w zakresie fotosyntezy, stają się dobrym źródłem biomasy. Uprawa nie koliduje z zasobami do produkcji żywności, co czyni algi wartościowym surowcem dla zrównoważonej produkcji biopaliw. Z mikroalg można uzyskiwać każdy rodzaj paliwa ciekłego: biowodór, bioetanol, biodiesel, produkować ogniwa paliwowe. Biomasa stała może zaś stać się cennym surowcem w ciepłownictwie. Właśnie badaniami wykorzystania mikroalg do produkcji paliw zajmie się interdyscyplinarny zespół naukowców.
Algi oczyszczą ścieki
Dr inż. Bartosz Walendzik zaznacza, że nowa instalacja umożliwi również badania nad różnymi szczepami mikroalg w kontekście procesów oczyszczania ścieków. Badania mają dotyczyć odzyskiwania składników odżywczych zawartych w ściekach i przekształcania ich w produkty rolnicze: biostymulatory i biopestycydy. Takie podejście ma na celu zrozumienie ekosystemu oczyszczania ścieków z wykorzystaniem mikroalg oraz znalezienie efektywnych sposobów zagospodarowania biomasy powstałej podczas tego procesu.
Badania mają praktyczny wymiar. Naukowcy podjęli współpracę z jedną z działających w regionie firm z kapitałem duńskim. Przedsiębiorstwo ma kłopot z oczyszczaniem stężonego osadu ściekowego o wysokim wskaźniku kwasowości. Niewykluczone, że z neutralizacją ścieków poradzą sobie właśnie glony.
Z korzyścią dla wzornictwa
Dr Alina Ostach-Robakowska podkreśla natomiast, że mikroalgi, ze względu na wyjątkowe właściwości, mogą stanowić inspirację do tworzenia unikalnych instalacji z zakresu architektury krajobrazu, które będą pełnić jednocześnie funkcję „naturalnych systemów oczyszczania powietrza”.
Dzięki wydajnie zachodzącemu procesowi fotosyntezy mikroalgi w naturalny sposób przyczyniają się do sekwestracji dwutlenku węgla, produkując jednocześnie duże zasoby tlenu. Glony mają bardzo wysoką – nawet 10-50 razy większą niż rośliny – zdolność wiązania dwutlenku węgla. Dzięki temu są w stanie usuwać dwutlenek węgla pochodzący z różnych źródeł. Fotobioreaktor o pojemności 10 litrów może w ciągu doby wygenerować tyle samo tlenu co hektar lasu.
Innowacyjne rozwiązania
Badania prowadzone przez dr Alinę Ostach-Robakowską dotyczą możliwości wykorzystania alg przy tworzeniu różnego typu instalacji. Być może znajdą się one także w pomieszczeniach uczelni, zmieniając wygląd wnętrz i stając się naturalnym źródłem tlenu.
Stworzona wspólnymi siłami inicjatywa wpisuje się w program badań interdyscyplinarnych, który zakłada współpracę między specjalistami z różnych dziedzin nauki: biotechnologii, inżynierii środowiska, energetyki czy wzornictwa przemysłowego. Przedstawiciele zespołu podkreślają, że takie podejście pozwala w efektywny sposób odpowiadać na wyzwania nauki związane z produkcją energii, ekologią i ochroną środowiska. Naukowcy z Politechniki Koszalińskiej są przekonani, że ich badania przyczynią się do opracowania innowacyjnych rozwiązań.
