Mikroaļģes Chlorella sp. ekstraktvielu sastāva analīze un mērķsavienojumu izdalīšanas metodoloģijas izstrāde

Projekta Nr.: 25-00-U2021401-000001

Projekta nosaukums: “Mikroaļģes Chlorella sp. ekstraktvielu sastāva analīze un mērķsavienojumu izdalīšanas metodoloģijas izstrāde”

Projekta partneri:

• AS “SISTĒMU INOVĀCIJAS”
• Latvijas Valsts Koksnes Ķīmijas institūts

Pārskata periods: 01.12.2025. g. – 31.03.2026. g.

Pārskata periodā veiktās darbības un rezultāti:

Pārskata periodā tika strādāts pie sekojošu darbību ieviešanas:

• Darbība: “Mikroaļģu Chlorella sp. biomasas priekšapstrāde un pavairošana”
• Darbība: “Mikroaļģu Chlorella sp. biomasas sastāva raksturošana, izmantojot analītiskās pirolīzes metodi”

Darbība “Mikroaļģu Chlorella sp. biomasas priekšapstrāde un pavairošana”

Pārskata periodā veikta mikroaļģes Chlorellas sp. pavairošana un mērogošana. Sākotnēji mikroaļģu pavairošanas plauktā tika saaudzēts 1 L, no kura tālāk tika iegūti 5 L (1. attēls).

Kad Chlorella sp. sasniedza nepieciešamo koncentrāciju 5 L, tā tika inokulēta 3 x 50 L burbuļu-kolonnu fotobioreaktorā (PBR3C) (2. attēls).

Lai veiktu regulāru biomasas ievākšanu un apstrādi, no PBR3C Chlorella sp. tika inokulēta tubulārajā fotobioreaktorā (PBRTB) (3.attēls).

Mikroaļģes tika novāktas trīs reizes nedēļā 30% no tilpuma optimālā 1 – 1,5 g/L koncentrācijā, atjaunojot audzēšanas barotni. Novāktā raža tika koncentrēta izmantojot centrifūgas seperātoru attiecībā 1:50. Lai uzglabātu biomasas koncentrātu, tas tika saldēts un uzglabāts -20 0C pirms aukstuma kaltēšanas.

Iegūtais mikroaļģu biomasas apjoms: 7920 kg

Iegūtais mikroaļģu koncentrāta apjoms: 152 kg

Iegūtā sausā (liofilizēta) biomasa: 6,6 kg

Darbība “Mikroaļģu Chlorella sp. biomasas sastāva raksturošana, izmantojot analītiskās pirolīzes metodi”

Lai sagatavotu pirmo iegūto aļģu biomasu ekstrakcijai, no AS “SISTĒMU INOVĀCIJAS” saņemto aļģu biomasas koncentrātu – sauso liofilizēto biomasu, 5 kg daudzumā, sākumā sasmalcināja, un tad pievienoja destilēto ūdeni aprēķinātā daudzumā tā, lai sasniegtu 11% mitrumu.

Ar skaidām sasildīja pilotmēroga granulatoru KAHL 14-175 (Vācija), kas ir industriālā KAHL iekārtu maza izmēra analogs, līdz 40℃ temperatūrai, un granulēja pirmo aļģu biomasas partiju ap 1 kg, lai izspiestu no granulatora matricas koksnes skaidas. Šo pirmo daudzumu atmeta, un tad granulēja  atlikušo daļu, kā rezultātā ieguva jau tīras aļģu biomasas granulas.

Mikroaļģu priekšapstrāde tika veikta Chlorella mikroaļģu šūnu apvalku sagraušanai, lai atvieglotu šķīdinātāja pieeju mikroaļģu esošām bioaktīvām vielām, kā arī lai samazinātu putekļveida frakcijas saturu biomasā, kas piesārņo superkritiskās CO2 ekstrakcijas aparātu.  Granulēšana tika pārbaudīta dažādos režīmos, lai atrastu optimālo matricas kanālu garumu, un darbības ātrumu (apgrozījumu skaitu minūte).

Pēc granulēšanas granulas tika vienmērīgi uzklātas uz virsmas, 3 dienas tos apmaisot. Tad granulas tika sasmalcinātas ar smalcināšanas pilotiekārtu  tā, lai daļiņu izmērs sasniegtu ≤2 mm.

No sagatavota pulvera dažādām vietām, rūpīgi samaisot, bija paņemti reprezentatīvie paraugi analītiskās pirolīzes analīzēm. Pārejais mikroaļģu pulveris, daudzumā ap 3,5 kg, tika piegādāts partnerim ekstrakcijai.

Reprezentatīviem paraugiem tika uzsākta analītiskas pirolīzes analīze komponentu relatīvā satura noteikšanai (%), sagatavojot iesvarus, katrs ap 2 mg daudzumā, četros atkārtojumos, un tika uzsāktas analītiskās pirolīzes analīzes 500℃ temperatūrā, uzsildīšanas temperatūra  600 °C s-1. Analītiskās pirolīzes rezultāti tiks interpretēti nākamajā projekta posmā.

Atbalsta Zemkopības ministrija un Lauku atbalsta dienests