| Σύντομη Περιγραφή | Η βιομάζα μικροφυκών αποτελεί βασική ανανεώσιμη πρώτη ύλη για την παραγωγή πολλαπλών βιοπροϊόντων, στα πλαίσια των βιοδιυλιστηρίων 3ης γενιάς. Η προσέγγιση αυτή θα μπορούσε να έχει μεγάλο θετικό περιβαλλοντικό αντίκτυπο, εάν πραγματοποιηθεί με παράλληλη δέσμευση και μετατροπή σημαντικών ποσοτήτων CO2 από αέρια απόβλητα. Ωστόσο κατά το παρόν, σημαντικά τεχνολογικά και οικονομικά εμπόδια, καθώς και η έλλειψη συστηματικής γνώσης για τα επιμέρους στάδια της παραγωγής, αποτρέπουν την αειφόρο λειτουργία τους σε οικονομικά βιώσιμη βιομηχανική κλίμακα. Σε αυτό το πλαίσιο, ως κεντρικός στόχος του έργου CO2-BioProducts ορίζεται η παραγωγή βιοπροϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας, μέσω της βιομετατροπής του διαθέσιμου CO2 από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, χρησιμοποιώντας μικροφύκη. Η προτεινόμενη τεχνολογία θα αναπτυχθεί με σκοπό την ανάκτηση από τη βιομάζα βιοενεργών συστατικών (φυκοκυανίνη, καροτένιο, βιταμίνες) με εφαρμογές σε καλλυντικά προϊόντα και 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. Για την ανάπτυξη της ολοκληρωμένης αλυσίδας αξίας, το έργο ορίζει και τους παρακάτω επιμέρους στόχους:
• Επιλογή και βελτιστοποίηση κατάλληλων στελεχών μικροφυκών: έμφαση σε στελέχη που βρίσκουν ήδη βιομηχανική εφαρμογή (π.χ., Spirulina (Arthrospira sp.)), καθώς και αξιολόγηση των διαθέσιμων στελεχών από δυο Ελληνικές συλλογές, με τελικό στόχο τη βελτιστοποίηση των καταλληλότερων στελεχών (~3-5). Σημαντικό κριτήριο επιλογής θα αποτελέσει η ανεκτικότητα 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): καινοτόμες διατάξεις καλλιέργειας μικροφυκών για τη μεγιστοποίηση της βιομετατροπής του CO2 και της φωτεινής ενέργειας και του ρυθμού παραγωγής βιομάζας, καθώς και την ελαχιστοποίηση του κόστους παραγωγής. Θα δοθεί έμφαση στην ποιότητα και τα χαρακτηριστικά των διαθέσιμων μιγμάτων CO2, με στόχο την ελαχιστοποίηση των απαιτήσεων προεπεξεργασίας.
• Έλεγχος του περιεχόμενου της βιομάζας: εντοπισμός, μέσω στατιστικού σχεδιασμού, των συνθηκών και λειτουργικών παραμέτρων που ευνοούν τη μεγιστοποίηση του περιεχομένου της βιομάζας στα στοχευμένα βιοενεργά συστατικά και βιοχημικά προϊόντα. Στόχος είναι η παραγωγή απαλλαγμένης από κυανοτοξίνες βιομάζας με υψηλή περιεκτικότητα σε βιοενεργές ενώσεις.
• Βελτιστοποίηση μεθόδων ανάκτησης: ελαχιστοποίηση των οικονομικών και ενεργειακών απαιτήσεων των σταδίων διαχωρισμού της βιομάζας και ανάκτησης των βιοενεργών συστατικών, εφαρμόζοντας καινοτόμες διαδικασίες πρωτογενούς (καθηλωμένα κύτταρα) και δευτερογενούς (ενζυμικές διεργασίες κλασμάτωσης) επεξεργασίας.
• Πλήρης χαρακτηρισμός: ποσοτικός και ποιοτικός χαρακτηρισμός βιομάζας και ανακτημένων βιοπροϊόντων, με βάση στοχευμένες εφαρμογές: βιοενεργή δράση ως καλλυντικά προϊόντα, διατροφική αξία, κλπ. Περεταίρω προστασία συγκεκριμένων βιοενεργών προϊόντων μέσω εγκλεισμού σε γέλες, για τη βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων τους (π.χ., αντιοξειδωτική δράση).
• Μελέτη κλιμάκωσης της ολοκληρωμένης διεργασίας: δυναμική αξιοποίηση των βελτιστοποιημένων διεργασιών σε βιομηχανικό επίπεδο. Στα πλαίσια της κυκλικής οικονομίας μηδενικών αποβλήτων, θα πραγματοποιηθεί εκμετάλλευση του συνόλου της βιομάζας, καθώς χρήσιμων εξωκυτταρικών συστατικών (π.χ., πολυσακχαρίτες).
• Ανάλυση αειφορίας: η ολοκληρωμένη αλυσίδα αξίας θα αξιολογηθεί 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, θα καταστρωθεί και επιχειρηματικό σχέδιο για την εμπορική εκμετάλλευση των προϊόντων.
|
