КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ХЛОРЕЛЛЫ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

CULTIVATION OF CHLORELLA IN HOME CONDITIONS OF MEGAPOLIS

Alyona V. Komissarova

3rd year student, Environmental safety of technical systems, Moscow Polytechnic University,

Russia, Moscow

Nikita S. Balashov

3rd year student, Environmental safety of technical systems, Moscow Polytechnic University,

Russia, Moscow

Sitora Ikromova

3rd year student, Environmental safety of technical systems, Moscow Polytechnic University,

Russia, Moscow

Yermakova Lidia Sergeevna

scientific adviser, Ph.D., associate professor of the CPD, Moscow Polytechnic University,

Russia, Moscow

Julia S. Kudryavtseva

academic Supervisor, Lecturer, CPD, Moscow Polytechnic University,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается культивирование микроводоросли хлорелла в домашнем фотобиореакторе в условиях мегаполиса.

ABSTRACT

This article discusses the cultivation of chlorella microalgae in a home photobioreactor in a metropolis.

Ключевые слова: культивирование, фотобиореактор, микроводоросль, хлорелла, мегаполис

Key words: cultivation, photobioreactor, microalgae, chlorella, metropolis

В современном мире у людей появляется все больше и больше проблем со здоровьем. Развитие промышленности повлекло за собой существенные изменения в жизни людей, физический труд стал менее значим и ушел на второй план. В то время как на первый вышли умственный труд, инженерия, архитектура, расчеты, и т.п. и т.д. Рост урбанизированных территорий, строительство дорог, мостов, заводов привели к ухудшению качества окружающей среды, от которого напрямую зависит здоровье всего населения.

Ускорение темпа жизни, недостаток времени, личные и финансовые проблемы зачастую становятся причинами недостаточного внимания к своему здоровью. Человек отказывается от регулярных прогулок, здорового образа жизни, зачастую не имеет возможности поехать в горы или к морю для получения необходимых витаминов, снятия напряжения и повышения иммунитета. Все это сказывается на нашем здоровье, в частности – психики, состояние мышц и ЖКТ. Также недостаток витаминов приводит к ослаблению иммунной системы и увеличивает риск простудных заболеваний.

Употребляя хлореллу в пищу, мы восполняем этот пробел. Сейчас на мировом рынке она представлена в различных формах и видах для более удобного употребления (порошок, таблетки, суспензия и т.д.). Помимо употребления в пищу хлореллу используют в косметологии, животноводстве, сельском хозяйстве. А наличие же самого макета фотобиореактора в квартирах, помогает хлорелле всегда быть под рукой и использовать для полива цветов и рассады, что делает ее экономически более выгодной, так как не надо платить магазинам, поставщикам и др. Кроме богатого на кислоты, витамины и микроэлементы состава хлореллы мы получаем выработанный кислород за счет фотосинтеза. Но минусом культивирования хлореллы в домашних условиях является невозможность её употребления в пищу. Так как в вашем фотобиореакторе могут вырасти и другие микроорганизмы помимо хлореллы.

Да бы решить многие из этих проблем в современном обществе высокими темпами расширяется применение микроводорослей для производства биотоплива, пищевых продуктов, а также получения ценных биомолекул, применяемых в косметологии, фармакологии и медицине. Мировой рынок микроальгальной биомассы в 2016 г. оценивался в 0,7 миллиардов долларов США. В ответ на формирование высокого коммерческого спроса развивается производство микроводорослевой биомассы в том числе за счет создания мелких частных предприятий. Это побуждает к поиску новых подходов, обеспечивающих безопасное культивирование микроводорослей.

Для выращивания микроводорослевой биомассы в настоящее время используются открытые (пруды, резервуары) и разнообразные по конструкции закрытые системы культивирования. Одним из вариантов решения данного вопроса является культивирование микроводорослей в домашних условиях. Данный процесс потребует вложения только в самом начале, для сооружения фотобиореактора и закупку водоросли, так же нужно будет покупать минеральные удобрения, создать необходимые условия и использовать получаемые продукты, не платя ни копейки.

Доступность, низкая цена, легкость в обращении, постоянный прирост продукта, все эти слова могут описать фотобиореактор. Фотобиореактор — это изобретение, относящееся к биотехнологии, которое может быть использовано как для получения биомассы микроводорослей, так и любых продуктов их жизнедеятельности. Фотобиореакторы бывают: тонкослойные, пластинчатые, с мешалкой и трубчатые.

Довольно просто собрать свой фотобиореактор для домашнего использования. Вам понадобится аквариум, компрессор (под давлением подает воздух через трубку на распылитель для подачи кислорода в водную среду), аэратор (через данный аппарат компрессор передает кислород), жидкий термометр (для отслеживания температуры), а также светодиоды (для создания лучшей среды культивации хлореллы).

Сложнее поддержать оптимальные показатели для культивирования хлореллы:

• Содержание Co₂ в воде: 0,8 ~ 10%
• В воде должны быть азотистые компоненты
• Температура в пределах 26-36 ^оС
• pH (водородный показатель) 7-8
• Обязательно вода должна быть насыщена кислородом
• Освещенность (0.7-20)*10³ лк

Для обычного фотобиоректора, который прослужит вам верой и правдой многое время можно придерживаться данной схемой: перед началом работы в фотобиореактор устанавливают датчики, измеряющие значения температуры, рН, содержания растворенного кислорода, подсоединяют необходимые коммуникации: аэратор с подсветкой, шланг, компрессор, термометр и накладки. Затем его заполняют стерилизующим раствором и стерилизуют аквариум. После стерилизации фотобиореактор несколько раз промывают стерильной водой и заполняют питательной средой, специфичной для выращиваемой суспензии хлореллы. Затем доводят рН и температуру до требуемых значений, в каналы подают газовую смесь. Фотобиореактор освещаем по всему периметру светодиодами, пригодными по спектральному составу и интенсивности излучения для выращиваемого микроорганизма, и добавляем концентрат хлореллы. Развивающаяся культура микроорганизмов насыщается углекислотой в каналах, куда подается газовая смесь, где газовые пузырьки, поднимаясь к поверхности, предотвращают обрастание поверхности пленкой фотосинтезирующих микроорганизмов, тем самым способствуя эффективному проникновению света внутрь фотобиореактора, а избыток кислорода переходит из жидкости в газовую фазу.

По собранным в результате литературного обзора данным мы провели собственный эксперимент, который закончился провалом, так как наша микроводоросль не разрослась. Причинами данному явлению мы считаем неправильное оформление освещения, подбор некачественных светодиодных ламп, отсутствие подкормки, неправильный выбор производителя суспензии хлореллы.

Хлорелла является удивительным растением, ведь содержание в ней полезных веществ (белки, витамины, магний, цинк) превышает многие показатели других растений, а иногда и мяса. И польза данной водоросли человеку, так же считать малой невозможно (нормализация уровня сахара в крови, улучшение усвоения пищи, понижение количества аллергических приступов, укрепление иммунитета, и т.д.). Простота создания фотобиореактора позволяет вам улучшить показатели вашего здоровья, не выходя из дома. А если взять в расчёт скорость её размножения и то, что при избыточном количестве по нормативам можно сливать в канализацию, так как в условиях канализации хлорелла не сможет размножаться, или поливать ваши растения, то фотобиореактор это одно из самых лучших решений для человека в условиях мегаполиса.

Список литературы:

1. Н.В. Немцева. "САНИТАРНЫЕ АСПЕКТЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ" ,2018.
2. В.А. Лукьянов, А.И. Стифеев, С.Ю. Горбунова. "НАУЧНО ОБОСНОВАННОЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЕ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ"
3. Мещерякова Ю.В., Нагорнов С.А. Культивирование микроводоросли хлорелла с целью получения биотоплива. Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2012. 43: 33-36.
4. Перт С. Д. Основы культивирования микроорганизмов. – М.: Мир, 1978. – 331 с.