Este bine cunoscut faptul că calitatea alimentelor noastre s-a redus. Ca urmare, oamenii, animalele, etc. au nevoie de aditivi alimentari de înaltă calitate, ca o compensare a deficitului componentelor fiziologic active (PAC), pe care nu le pot obține din hrana și furajele obișnuite, a crescut.

globale

De Dr. Armen Avagyan

Dezvoltarea industriei microalgelor
Este bine cunoscut faptul că calitatea alimentelor noastre s-a redus. Ca urmare, oamenii, animalele, etc., au nevoie de aditivi alimentari de înaltă calitate, ca o compensare a deficitului componentelor fiziologic active (PAC), pe care nu îl pot obține din hrana și furajele obișnuite, a crescut. Microalgele acumulează până la 50-70% din proteine ​​(până la 50% în carne și până la 15-17% în grâu), 30% din lipide, peste 40% din glicerol, până la 8-10% din caroten și semnificativ mai mare concentrația de vitamine B1, B2, B3, B6, B12, E, K, D etc., comparativ cu orice altă origine vegetală sau animală. Prin urmare, utilizarea microalgelor la fabricarea aditivilor alimentari, a parfumurilor de înaltă calitate și a medicamentelor a determinat o creștere bruscă a cererii, ceea ce a influențat semnificativ în special dezvoltarea industriei conexe.

Aproximativ 61% dintre americani (cheltuind 6 miliarde de dolari pe an), 43% dintre europeni și 3% dintre ruși folosesc aditivi alimentari. Deci, în prezent, peste 75% din dezvoltarea produselor farmaceutice este generată de producția de aditivi alimentari care cuprinde și microalge. Suplimentele alimentare microalge pot beneficia de boli precum ulcerul gastro-intestinal, artrita, diabetul, obezitatea și hipertensiunea, pot ajuta la reglarea zahărului din sânge, a tensiunii arteriale și a colesterolului; un aliment care poate atenua durerea cauzată de inflamații și poate oferi activitate antioxidantă pentru a preveni bolile care pun viața în pericol, cum ar fi cancerul, Alzheimer, bolile de inimă și accidentul vascular cerebral, protejează ficatul și rinichii și elimină radiațiile din corp, îmbunătățește sistemul imunitar, ameliorează alergiile și a fost dovedit că luptă împotriva multor viruși diferiți, vă ajută și ochii și creierul, pierde în greutate, precum și crește flora prietenoasă din intestine și îmbunătățește digestia, îndepărtează în mod eficient zgura (metale grele, nucleotide radio și leucocite) din organism, reduce influența iradierii, zahărului și colesterolul din sânge, bolile cardiovasculare, precum și este util și pentru bolile hepatice, astenia și insomnia, reglează sarcina normală și alăptarea și previne acumularea de greutate excesivă.

Mai mult, microalgele sunt materii prime importante pentru producerea de aminoacizi, vitamine și alte produse medicamentoase. Cu toate acestea, cele mai utilizate microalge sunt Chlorella și Spirulina - datorită cantității lor mari de PAC și a altor avantaje (alte alge roșii și galbene se utilizează ca producători de compuși sepatati pentru medicină și industria vitaminelor). Prețul comprimatelor de microalge Sun Wellness Inc este de 100 USD pe kg (produce și granule de Chlorella, napolitane și miere). Japonezul Yaeyama Shokusan Co., Ltd (suprafață de producție de peste 10 hectare) are un volum de producție lunar de pulbere Chlorella de 35 de tone (prețul este de 97,7 dolari pe kg), prețurile de vânzare ale pulberii Chlorella Center Chlorella sunt de 31-40 dolari pe kg. Institutul israelian de cercetare aplicată produce pulbere de Chlorella (94-150 dolari pe kg), pastile (172-192 dolari pe kg) etc.

Wudi IMVE Feed & Biotech Co este cel mai mare producător din China, specializat în prelucrarea reproducerii și exportul chisturilor Artemia, pulberilor Spirullina și Chlorella (Taiwan, Shandong) are un cost prim bun, deși în prezent are un volum mic de producție (doar 5 tone lunar) . Cyanotech Corp., SUA (zona de producție de producție este de nouăzeci de acri complet dezvoltați), probabil, cel mai important producător mondial de Spirulina (enzimele sale, serul imunologic etc.). Alți producători principali de Spirulina sunt Conversia Co, Sochi, Rusia. Prețul său de vânzare a pastilelor este de 100-150 USD pe kg. Unii producători de microalge se află în Vietnam, Thailanda, Egipt etc.

Noi piețe globale
În perioada 1978-1996, Biroul pentru Dezvoltarea Combustibililor al Departamentului Energetic al SUA a finanțat un program de dezvoltare a combustibililor regenerabili pentru transport din alge, cunoscut sub numele de Programul pentru specii acvatice (sau ASP). Principalul accent al programului a fost producerea de biodiesel din alge cu conținut ridicat de lipide cultivate. O concluzie majoră a analizelor de costuri pentru producția pe scară largă de microalge este că pentru producția de microalge există puține perspective pentru orice alternative la proiectele bazinului deschis, având în vedere cerințele de cost redus asociate cu producția de combustibil.

Factorii care influențează cel mai mult costul sunt biologici și nu legați de inginerie. Aceste analize indică necesitatea unor organisme extrem de productive capabile de niveluri aproape teoretice de conversie a soarelui în biomasă. Două sute de mii de hectare ar putea produce un pachet de combustibil (mai puțin de 0,1% din suprafețele terestre adecvate climatului din SUA). Concluzia programului DOE-ASP este că singura aplicație plauzibilă pe termen mediu și mediu a producției de biocombustibili de microalge este integrată cu epurarea apelor uzate. În astfel de cazuri, constrângerile economice și de resurse sunt relaxate, permițând astfel de procese să fie luate în considerare cu mult sub productivitatea maximă.

Prețurile recente ale petrolului au determinat industriile dependente de petrol să își revizuiască politicile energetice, multe încercând să se transforme în alternative mai puțin riscante decât petrolul. Interesul pentru utilizarea biomasei ca sursă de combustibil sau energie a crescut ca urmare a politicii și problemelor privind schimbările climatice și eficiența energetică. Algele au apărut ca una dintre cele mai promițătoare surse în special pentru producția de biodiesel, deoarece randamentele de petrol din alge sunt ordine de mărime mai mari decât cele pentru semințele oleaginoase tradiționale, iar algele pot crește în locuri departe de terenurile agricole și păduri, reducând astfel daunele cauzate sistemele de lanțuri ecologice și alimentare și recoltate foarte repede, ceea ce înseamnă că procesul de producție este accelerat dramatic. Pe lângă alge au următoarele proprietăți care fac producția comercială atractivă: microalge cresc mult mai repede decât plantele cultivate pe uscat, au o structură celulară uniformă fără coajă, tulpini, ramuri sau frunze, permițând extragerea mai ușoară a produselor și utilizarea mai mare a celulelor microalgelor și a uniformitatea celulară a microalgelor face practică manipularea și controlul condițiilor de creștere pentru optimizarea proprietăților celulare.

Eșecurile culturilor și decesele de animale cauzează pierderi economice mai mari și subminează securitatea alimentară cu o frecvență din ce în ce mai mare. În prezent, producția de biocombustibili prin utilizarea produselor agricole duce la creșterea prețului alimentelor și furajelor. Prin urmare, problema globală este stabilită și pentru cantitatea și calitatea alimentelor și furajelor. Deși există probabil mai multe explicații, tendința poate fi în mare parte prin faptul că fermierii aleg să genereze un randament ridicat al recoltei.

În ultimul an, obiectivul principal a fost creșterea asimilabilității furajelor, dar a fost realizabil în principal prin utilizarea concentrațiilor mici de PAC și adăugarea de enzime, crescând doar gradul de hidrolizare a celulozei, asimilabilitatea și greutatea de producție a mărfurilor pe unitate de furaj. Această abordare unilaterală a dus la deteriorarea calității produselor și la scăderea rezistenței animalelor la boli. Ca rezultat, a crescut nevoia animalelor, păsărilor și a peștilor de a utiliza aditivi furajeri de înaltă calitate pentru a compensa lipsa de PAC, pe care nu o pot obține din hrana obișnuită.

Mai mult, s-a observat o creștere acută a frecvenței epidemiilor de masă la animale și păsări de curte din diferite țări (gripa aviară etc.). Acest lucru a cauzat mari daune economice producătorilor și țărilor întregi. Fabricarea vaccinurilor împotriva epidemiilor de masă necesită sarcini enorme și nu este întotdeauna eficientă. Un exemplu notabil a fost o nouă tulpină a virusului gripei aviare H5N1, care, la sfârșitul anului 2006, a fost detectată în China și a fost rezistentă la vaccinurile produse anterior. În 2005, UE a eliminat ultimii promotori de creștere a antibioticelor din dietele de porc și păsări, iar subiecții care găsesc alternative la acești aditivi continuă să atragă un interes intens. Pe măsură ce începe să se dezvolte un consens în rândul comunității științifice cu privire la acest subiect, câteva abordări se remarcă în ceea ce privește eficacitatea, fezabilitatea tehnologică și economică, în special în ceea ce privește acizii organici și utilizarea uleiurilor esențiale sau botanice.

Adăugarea de microalge Chlorella în cantitatea zilnică de animale, păsări de curte și pești a avut ca rezultat o creștere a creșterii medii zilnice în greutate, depunerea ouălor, mulsul etc. și o scădere a deceselor și a mortalității. Prin urmare, utilizarea microalgelor ca aditivi furajeri poate ajuta la reducerea nu numai a deficienței generale, ci și a calității slabe și a inferiorității majorității aditivilor furajeri, care poate fi una dintre cauzele majore ale creșterii alarmante a frecvenței epidemiilor de masă și a bolilor cu care se confruntă. animale și păsări de curte. După calculul nostru, numai cererea potențială a păsărilor de curte pentru pulbere de microalge (ca aditivi furajeri) este de 8,8 milioane USD pe piața internă armeană, peste 1,2 - 7,2 miliarde USD în SUA, peste 1,4 miliarde USD în China și 600 milioane USD în Iran, etc.

Utilizarea Chlorella ca aditiv pentru hrana animalelor poate deveni cea mai bună alegere pentru soluționarea problemelor legate de utilizarea antibioticelor, acizilor organici etc. în hrana animalelor, deoarece microalge conțin acizi organici naturali care reduc colonizarea agenților patogeni și au o natură de câteva miliarde de ani. Prin urmare, datorită acestei caracteristici, Chlorella este utilizată și pentru conservarea furajelor.

În același timp, se știe că udarea industrială udarea culturii agricole (grâu, orez etc.) prin suspensia indusă de microalge crește recolta cu 10-20% datorită creșterii procentuale a conținutului de azot, a compușilor organici (conținutul de humus crește până la 47 60%), macro și microelemente, microorganisme utile ale solului (de 2-3 ori), macro și microelemente, oxigen, compuși care stimulează creșterea în sol, cu alte microalge care se reproduc în sol. Este o modalitate bună de a dezvolta agricultura organică și de a reduce utilizarea îngrășămintelor cu azot.

Dezvoltarea producției de microalge prin purificarea apelor uzate
Se știe că metoda biologică este considerată cea mai eficientă și eficientă metodă economică de purificare a apelor uzate industriale prin utilizarea șlamului și algelor microbiologice active. Cu toate acestea, bacteriile nămolului activ au stabilitate scăzută până la concentrație ridicată de componente organice și minerale, luând astfel în considerare volume mari de debit de apă. Această metodă necesită, de asemenea, distrugerea în continuare a cantității inutile de nămol activ.

Microalgele au o stabilitate mai mare, ceea ce permite lucrul în medii mai concentrate și toxice. Microalga Chlorella utilizează în mod activ elemente minerale, băuturi spirtoase, zahăr și aminoacizi și, în comparație cu șlamul activ, permite o rată de purificare mai mare (până la 96-98% pentru componentele organice și, respectiv, 80% pentru componentele minerale). În timpul utilizării microalgelor, au fost prezentate norme înalte de curățare pentru apele uzate cu fenol din uzina chimică rusă Ufa, planta poloneză de îngrășăminte azotate, plante de zahăr, precum și complexele de creștere a bovinelor și păsări etc. Deșeurile din producția agricolă (excrementele de pasăre, de vacă, de oaie și de porc, crizalidele de vierme de mătase de dud) nu au fost practic utilizate în fabricarea industrială a microalgelor, deși sa arătat principala oportunitate de utilizare a acestora.

Cercetătorii consideră că efectul benefic al deșeurilor organice folosind ca soluție nutritivă de microalge se bazează pe următoarele fapte: concentrație mare de azot, vitamine, aminoacizi și alte elemente biogene în soluție; îmbogățirea mediului nutritiv cu gaz carbonic (utilizat în procesul de fotosinteză a microalgelor), care este secretat în reacțiile de oxidare-reducere a descompunerii compușilor organici reziduali și a conținutului de compuși stimulatori ai creșterii în deșeurile organice.

Directiva UE privind depozitele de deșeuri a forțat politicile de gestionare a deșeurilor în toate statele membre ale UE să reducă cantitatea de deșeuri trimise spre eliminare în depozitele de deșeuri. Acest lucru a deschis posibilitatea unor abordări alternative. Se știe că nămolul activ conține microorganisme foarte patogene (E.coli, etc.) care interzic utilizarea deșeurilor în agricultură. În mod tradițional, incinerarea este considerată a fi următoarea alternativă pentru eliminare. Cu toate acestea, această abordare a întâlnit niveluri ridicate de rezistență în multe țări în etapa de planificare și autorizare.

Poate că criteriile Directivei privind depozitele de deșeuri pot deveni principalii factori motori pentru producerea fracției de combustibil din nămol activ? Dar este un proces tehnologic complex care face monitorizarea mult mai puțin complicată. Pot fi criteriile Directivei privind depozitele de deșeuri pot deveni principalii factori motori pentru purificarea apelor uzate prin utilizarea de microalge în loc de nămol activ? Da, pentru că dezvoltarea afacerii cu microalgă este strâns atașată tendinței de progres global și cerințelor pieței internaționale.

Implementarea strategiei centrului
Strategia noastră consideră că costul economisirii materiei prime cu utilizarea apelor uzate prin curățarea biologică a acestora va contribui la creșterea disponibilității biomasei de microalge pentru producătorii de alimente, agricultură, medicamente și biocombustibili, ducând astfel la rezolvarea sarcinilor globale cu care se confruntă comunitatea mondială. Această sarcină ar fi putut fi rezolvată în SUA ASP (program de dezvoltare a combustibililor regenerabili de transport din alge), deoarece noile aplicații tehnologice prin utilizarea apelor uzate nu au fost dezvoltate în apropierea programului.

Centrul a efectuat lucrări de cercetare pentru dezvoltarea tehnologiilor de cultivare a microalgelor în apele uzate de aminoacizi, fabrica de reactivi chimici din Erevan și fabrica de cauciuc cloropren Nairit, precum și apele uzate ale industriilor enzimatice și alimentare. Ca rezultat, Centrul a dezvoltat, în paralel, cercetarea ASP, o tehnologie rentabilă care aplică noi abordări inovatoare în diferite etape ale producției de microalge. Această tehnologie include nutriția microalgelor prin utilizarea compușilor organici ai unor ape uzate care nu conțin metale grele și radioizotopi.

În prezent, planul nostru de afaceri de producție pilot se află în etapa de comercializare, atât în ​​căutarea de parteneri, cât și în ceea ce privește producția pe scară largă de microalge în bazine deschise de ciment pentru a crește volumul de producție excesiv. Strategia noastră va permite producerea de microalge prin utilizarea și purificarea apelor uzate care ar putea fi o sursă suplimentară de profit, fără modificări în legislația fiscală și subvenționarea acțiunilor de protecție a naturii. Acesta va include, de asemenea, atragerea resurselor fermierilor pentru a-i ajuta să obțină profit suplimentar și să găsească modalități optime de a rezolva problemele privind modul de primire a materiei prime pentru producția proprie de biocombustibili (biodieselul poate produce acasă) și crește cantitatea și calitatea produselor agricole finale. Prin urmare, acest lucru va permite creșterea calității terenului pentru a face produsele fermierilor mai sigure și mai atractive pentru cumpărători, precum și pentru a produce furaje de înaltă calitate și pentru a lupta în continuare împotriva epidemiilor de masă care pot genera sărăcie.

În consecință, aceste măsuri vor contribui la reducerea emisiilor de CO2 cu efect de seră, a costului furajelor, a cantității de deșeuri și a utilizării îngrășămintelor cu azot, crescând între timp conținutul de O2 din atmosferă, calitatea alimentelor și competitivitatea acestuia pe piață. Includerea producției de microalge în cicluri de producție industrială și agricolă va fi răspunsul nostru adecvat care abordează schimbările climatice și garanția pentru dezvoltarea strategiilor durabile.

De asemenea, Centrul nostru a depus propuneri de cercetare și dezvoltare privind „Dezvoltarea tehnologiei de distrugere a medicamentelor prin utilizarea microalgelor Chlorella” în locul tehnologiei tradiționale de distrugere a medicamentelor prin arderea lor la o temperatură de peste 1200 de grade, ceea ce poate ajuta la atenuarea poluării atmosferei și a încălzirii globale.

Bioeconomia bazată pe cunoaștere va juca un rol important în realitatea noastră emergentă. În prezent, CE se estimează că această piață sectorială valorează mai mult de 1,5 trilioane de euro pe an. În perioada de creștere a prețului combustibilului, cresc costurile produselor din industria chimică organică și a industriei de fermentare biotehnologică. În această condiție, producția de microalge solară poate fi principala resursă viitoare pentru dezvoltarea industriei vieții, producția de combustibil, precum și pentru dezvoltarea durabilă a țărilor.

Modificările producției de combustibil, industria, tehnologia agricolă determină creșterea economică în țările în curs de dezvoltare și contribuie semnificativ la bunăstarea economică a țărilor bogate. Prin urmare, includerea producției de microalge prin utilizarea deșeurilor și a apelor uzate în ciclurile de producție deschide noi căi pentru fabricarea ecologică și conservarea naturii. Este posibil să ne așteptăm ca în viitorul apropiat problemele menționate mai sus să fie mai bine percepute, ducând astfel la reorientarea globală a priorităților pentru gestionarea apelor uzate și a apelor uzate.