Το Έργο
Το έργο CO2-BioProducts έχει σκοπό την παραγωγή και ανάκτηση βιοχημικών προϊόντων υψηλής αξίας από βιομάζα μικροφυκών. Ο συγκεκριμένος τύπος βιομάζας αποτελεί βασική ανανεώσιμη πρώτη ύλη για την παραγωγή πολλαπλών βιοπροϊόντων, στα πλαίσια των βιοδιυλιστηρίων 3ης γενιάς. Η πρακτική αυτή έχει μεγάλο θετικό περιβαλλοντικό αντίκτυπο, εάν πραγματοποιηθεί με παράλληλη δέσμευση και μετατροπή σημαντικών ποσοτήτων CO2 από αέρια απόβλητα.
Η προτεινόμενη τεχνολογία αναπτύσσεται με σκοπό την ανάκτηση από τη βιομάζα μικροφυκών βιοενεργών συστατικών (π.χ., φυκοκυανίνη, καροτένιο, βιταμίνες) με εφαρμογές σε καλλυντικά προϊόντα, ως συστατικά υψηλής διατροφικής αξίας, καθώς και την πλήρη εκμετάλλευση της υπολειπόμενης βιομάζας (με υψηλό περιεχόμενο σε πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και λιπαρά οξέα) ως πρόσθετο ζωικής διατροφής.
Μεθοδολογία
Το έργο CO2-BioProducts επικεντρώνεται στην εκμετάλλευση της βιομάζας επιλεγμένων ειδών μικροφυκών, μέσω της ανάπτυξης μιας ολοκληρωμένης διεργασίας για την παραγωγή πολλαπλών προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων στοχευμένων βιοενεργών συστατικών (ως πρωτεύοντα προϊόντα) και της υπολειπόμενης βιομάζας (ως συμπληρωματικό προϊόν) με ελεγχόμενη σύσταση. Η ανάπτυξη και υλοποίηση της στρατηγικής διπλού στόχου (κερδοφόρα παραγωγή και ελάχιστο περιβαλλοντικό αποτύπωμα) είναι η θεμελιώδης αρχή που εφαρμόζεται σε όλες τις διεργασίες, με σαφή σκοπό τη διασφάλιση της αειφόρου λειτουργίας της αλυσίδας αξίας.
Οι επιμέρους στόχοι του έργου συνοψίζονται ως εξής:
- Επιλογή και βελτιστοποίηση κατάλληλων στελεχών μικροφυκών δίνοντας έμφαση σε στελέχη που βρίσκουν ήδη βιομηχανική εφαρμογή (π.χ., Spirulina (Arthrospira sp.)) και αξιολογώντας τα διαθέσιμα στελέχη από δύο ελληνικές συλλογές, με τελικό στόχο τη βελτιστοποίηση των καταλληλότερων στελεχών. Σημαντικό κριτήριο επιλογής αποτελεί η ανοχή των στελεχών στα αέρια μίγματα CO2 και στην πιθανή παρουσία άλλων αερίων ρύπων ή/και σωματιδίων, ταυτόχρονα με την παρουσία διαφορετικών ομάδων κυανοτοξινών στη βιομάζα.
- Βελτιστοποίηση και κλιμάκωση διατάξεων φωτό-βιοαντιδραστήρων (PBR) για τη μεγιστοποίηση της βιομετατροπής του CO2, της αξιοποίησης της φωτεινής ενέργειας και του ρυθμού παραγωγής βιομάζας, καθώς και την ελαχιστοποίηση του κόστους παραγωγής.
- Έλεγχος του περιεχόμενου της βιομάζας, πραγματοποιώντας εντοπισμό, μέσω στατιστικού σχεδιασμού, των συνθηκών και λειτουργικών παραμέτρων που ευνοούν τη μεγιστοποίηση του περιεχόμενου της βιομάζας στα στοχευμένα βιοενεργά συστατικά και βιοχημικά προϊόντα.
- Βελτιστοποίηση μεθόδων ανάκτησης, μέσω της ελαχιστοποίησης των οικονομικών και ενεργειακών απαιτήσεων των σταδίων διαχωρισμού της βιομάζας και ανάκτησης των βιοενεργών συστατικών, εφαρμόζοντας καινοτόμες διεργασίες πρωτογενούς (καθηλωμένα κύτταρα) και δευτερογενούς (ενζυμικές διεργασίες κλασμάτωσης) επεξεργασίας.
- Πλήρης χαρακτηρισμός (ποσοτικός και ποιοτικός) της βιομάζας και των ανακτημένων βιοπροϊόντων, με βάση στοχευμένες εφαρμογές: βιοενεργή δράση ως καλλυντικά προϊόντα, διατροφική αξία, κλπ.
- Μελέτη κλιμάκωσης της ολοκληρωμένης διεργασίας, μέσω δυναμικής αξιοποίησης των βελτιστοποιημένων διεργασιών σε βιομηχανικό επίπεδο. Επιπλέον, στα πλαίσια της κυκλικής οικονομίας μηδενικών αποβλήτων, πραγματοποιείται εκμετάλλευση του συνόλου της βιομάζας, καθώς και χρήσιμων εξωκυτταρικών συστατικών (π.χ., πολυσακχαρίτες).
- Ανάλυση αειφορίας της ολοκληρωμένης αλυσίδας αξίας και αξιολόγηση της με βάση κατάλληλες μελέτες τεχνικό-οικονομικής ανάλυσης και ανάλυσης κύκλου ζωής, με σκοπό τον εντοπισμό επιπρόσθετων σημείων βελτιστοποίησης από οικονομική, ενεργειακή και περιβαλλοντική σκοπιά. Τέλος, καταστρώνεται και επιχειρηματικό σχέδιο για την εμπορική εκμετάλλευση των προϊόντων.
Login