Category Archives: Культивирование водорослей

Культивирование водорослей — это процесс выращивания микроскопических (микроводорослей) или макроскопических (морских) водорослей в контролируемых условиях для получения биомассы, которая используется в самых разных целях: от пищевых добавок и косметики до биотоплива и очистки сточных вод.

🔹 Основные типы водорослей, используемых в культивировании
— Микроводоросли: Chlorella, Spirulina, Dunaliella, Nannochloropsis, Isochrysis
— Макроводоросли (морские): Laminaria (ламинария), Ulva (ультра), Gracilaria, Porphyra (нори)

🔹 Условия культивирования
— Свет – источник энергии для фотосинтеза (естественный или искусственный).
— Питательная среда – включает азот, фосфор, микроэлементы, витамины.
— Температура – обычно 20–30 °C для микроводорослей.
— pH – в пределах 7–8, регулируется добавлением CO₂.
— Аэрация и перемешивание – предотвращает оседание клеток и улучшает газообмен.

🔹 Системы выращивания
— Открытые системы – пруды, расы, каналы с мешалками (дешево, но подвержено загрязнению).
— Закрытые системы (фотобиореакторы) – трубчатые, плоские или колонные установки (дороже, но дают высокое качество и стабильность).

🔹 Применение биомассы водорослей
— Пищевые и кормовые добавки (богаты белками, витаминами, омега-3 жирными кислотами).
— Фармацевтика и косметика (антиоксиданты, пигменты, полисахариды).
— Биотопливо (производство биодизеля, биоэтанола, биогаза).
— Очистка сточных вод (поглощают азот, фосфор, тяжелые металлы).
— Биоуглеродный цикл (фиксация CO₂, производство кислорода).

🔹 Примерные этапы процесса
— Подготовка питательной среды
— Посев стартовой культуры
— Рост и мониторинг параметров (освещённость, pH, плотность клеток)
— Сбор и отделение биомассы (фильтрация, центрифугирование)
— Сушка и переработка

Преимущества и недостатки открытых и закрытых систем микроводорослей

Трубчатый стеклянный фотобиореактор для культивации микроводорослей и других фотосинтетических организмов. Его рабочий объём составляет 4 000 литров, а принцип был разработан в конце 1990-х годов.
Трубчатый стеклянный фотобиореактор для культивации микроводорослей и других фотосинтетических организмов. Его рабочий объём составляет 4 000 литров, а принцип был разработан в конце 1990-х годов.

Эта статья (адаптирована и кратко изложена из оригинальной публикации в Revista Acuacultura – Cámara Nacional de Acuacultura, №123, июнь 2018) описывает различные системы производства микроводорослей и их относительные преимущества и недостатки.

По сравнению с традиционными системами выращивания водорослей на открытом воздухе, у закрытых и контролируемых систем есть очевидные преимущества, однако остаются технические и экономические трудности.

Существует большая потребность в промышленных производственных системах с доступными инвестиционными затратами. Несмотря на относительно высокие расходы на оборудование для непрерывного производства, уже достигнуты значительные технологические успехи, обеспечивающие стабильное производство, высокую плотность (10⁶ клеток/мл) и высокое качество питания.

Растет значение микроводорослей в аквакультуре

Микроводоросли уже более четырёх десятилетий являются неотъемлемой частью современной аквакультуры. Благодаря высокой питательной ценности фотоавтотрофные штаммы микроводорослей играют важную роль в выращивании морских рыбных личинок, а также на ранних стадиях развития других водных организмов.

Спрос на микроводоросли уже велик и может ещё больше возрасти, поскольку их биомасса способна частично заменить рыбную муку. В 2020 году в аквакультуре по всему миру было произведено около 35,1 млн тонн водорослей и водных растений общей стоимостью 16,5 млрд долларов США. Однако почти всё это были макроводоросли (ламинария, вакамэ, грацилярия), которые в основном используются для производства агара и каррагинана.

Следующая веха в производстве водорослей. Доклад FAO

Морские водоросли, также известные как макроводоросли, составляют важный компонент мировой аквакультуры. В 2019 году на выращивание морских водорослей пришлась почти четверть от 120 миллионов тонн мирового производства аквакультуры.1 С точки зрения живого веса, после группы «Карпы, усачи и другие карповые», на второй и третьей строчках оказались красные (Rhodophyceae) и бурые водоросли (Phaeophyceae), соответственно.2 Будучи товарами низкой стоимости, в 2019 году водоросли составили 5,4% от стоимости мировой продукции аквакультуры на сумму 275 млрд. долларов США. Тем не менее, доля в 5,4% выше, чем у группы «Тилапии и другие цихлиды» или «Сомы», и ниже только четырех групп видов («Карпы, усачи и другие карповые»; «Морские креветки»; «Лосось, форель, корешковые» и «Речные раки»).