Pěstování chlorelly v českých podmínkách

Chlorella vulgaris Pěstování chlorelly v českých podmínkách je náročnější pro nedostatek slunečního záření, přesto se zde chlorella a další mikrořasy pěstují.

Chlorella se staletí tradičně pěstuje a konzumuje v Asii. Má tam příznivé klimatické podmínky pro rychlý růst. +more Pěstuje se většinou v hlubokých jezerech či nádržích, kde ale často není možné zaručit čistotu jak vody, tak vzduchu. Tento způsob pěstování se nazývá autotrofní. Zjednodušeně lze říct, že ze vzduchu, vody a slunečního světla, za přítomnosti živin a stopových prvků, dochází prostřednictvím fotosyntézy k vytvoření organické hmoty.

Při heterotrofním způsobu pěstování se pěstuje v bioreaktorech při umělém světle nebo ve tmě a jako zdroj uhlíku se používá substrát, nejčastěji glukóza, sacharóza nebo glycerol.

Autotrofní pěstování

Kaskádový systém po ukončení kultivačního období

Kaskádové zařízení

Koncem padesátých let dvacátého století byly obavy z nedostatečné výživy obyvatelstva, především nedostatku bílkovin a vitamínů. Vznikla tak praktická zakázka na využití řas k potravinářským a farmaceutickým účelům. +more Úkolu se ujal RNDr. Ivan Šetlík, CSc. , který se, přičiněním především prof. Málka, s částí svého košického týmu přesunul na pracoviště do Mikrobiologického ústavu v Třeboni.

V šedesátých letech dvacátého století se díky úsilí doktora Šetlíka a jeho týmu podařilo vybudovat špičkové a světově proslulé pracoviště na výzkum a využití autotrofních mikroorganismů, mezi něž chlorella patří. Tým musel řešit náročné technologické otázky, které je přivedly ke konstrukci biotechnologického zařízení na pěstování řas pod širým nebem v podmínkách jižních Čech. +more Po spuštění zařízení v roce 1960 se tehdejší Československo stalo pátou zemí, ve které se chlorella začala pěstovat a využívat pro potřeby farmaceutického průmyslu a pro konzumaci.

Zařízení pro autotrofní pěstování chlorelly je sestaveno z ocelové konstrukce, na které leží skleněné tabule. Plochy jsou nakloněné tak, aby po nich stékala suspenze chlorelly optimální rychlostí. +more Pod plochou jsou retenční nádrže, do kterých suspenze stéká a zpětně se přečerpává na plochu. Řasová suspenze stéká po sklu v tenkých vrstvách o tloušťce pouhých několika milimetrů. Sluneční záření, které je potřebné pro fotosyntézu, se takto dostane ke každé buňce. Díky slunci, živnému roztoku a oxidu uhličitému dochází k rychlému růstu. Chlorella vypěstovaná v Třeboni má vysokou kvalitu a čistotu, jaké se nedá dosáhnout žádným jiným způsobem pěstování. V současnosti se chlorella pěstuje na ploše 900 m2 a výnosy se za sezónu pohybují okolo 25 až 30 tun sušené řasy v přepočtu na 1 hektar. Kultivační sezóna v klimatických podmínkách jižních Čech trvá zhruba 150 dnů. Velmi brzo se o kaskádové zařízení začali zajímat vědci z jiných států a způsob pěstování chlorelly na těchto systémech se rozšířil za hranice republiky. Toto zařízení bylo patentováno.

Kaskádové systémy spojují výhody pěstování v otevřených systémech, včetně nižších nákladů, s výhodami pěstování v uzavřených bioreaktorech, kde je vysoká turbulence suspenze, vysoká koncentrace chlorelly a tím i dosažení vysokých výnosů.

Nová moderní jednotka

V červenci 2013 byla uvedena do provozu nová, automatická, vysoko produkční venkovní jednotka s plochou 100 m2. Tato kaskáda slouží především k produkci chlorelly o požadovaném chemickém složení. +more Chemické složení je závislé od složení živného roztoku. Dá se ovlivnit například množství lipidů. Taková biomasa pak může sloužit k výrobě biopaliv.

Sklizeň a zpracování

Jakmile dosáhne hmotnost chlorelly 30g na litr suspenze, sklidí se. Cykly se počítají v řádu dní. +more Po sklizení se suspenze musí odstředit a propláchnout, aby se odstranily zbytky živného roztoku. Vzhledem k tomu, že chlorella má obal z fibrózní celulózy, je nutné tento obal rozrušit a cenný obsah, který je uvnitř buňky, uvolnit. Této proceduře se říká dezintegrace. Postup vyvinutý v Algatechu je účinný víc než 85% a je srovnatelný s účinností postupů vyvinutých v zahraničí. Nakonec se chlorella suší sprejovou metodou.

Heterotrofní pěstování

Pro heterotrofní pěstování chlorelly se od sedmdesátých let dvacátého století používají bioreaktory a fermentory. V devadesátých letech se začaly používat pro produkční pěstování především v Japonsku. +more Výhodou tohoto způsobu pěstování jsou dobře definovatelné podmínky, které lze zopakovat a není potřeba světlo. Naopak je potřeba dodávat organické sloučeniny, které jsou zdrojem uhlíku a energie a kyslík. Velmi důležité je zajištění čisté, nekontaminované kultury jako násadu a intenzivní míchání během růstu. Chlorella vypěstovaná heterotrofním způsobem má méně chlorofylu a ve srovnání s autotrofně pěstovanou řasou není tak sytě zelená.

V Centru řasových technologií Algatech je technologická hala pro celoroční heterotrofní pěstování. Kromě toho jsou v rámci aplikovaného výzkumu vyvíjeny bioreaktory a fermentory pro heterotrofní pěstování podle zadání. +more Jedním ze zadání byl experiment ve vesmíru.

Experiment Chlorella 1

Experiment Chlorella 1 měl za cíl zjistit, zda je možné chlorellu pěstovat také ve vesmíru. Experiment byl proveden na palubě Saljutu 6 v březnu 1978 československým kosmonautem Vladimírem Remkem.

V začátcích vesmírných letů byly řešeny otázky výživy kosmonautů, zásobování kyslíkem a odstraňování oxidu uhličitého. Chlorella oxid uhličitý spotřebovává, uvolňuje kyslík a má význam pro výživu,

Celý experiment připravil tým doktora Šetlíka spolu s Akademií věd Ukrajiny a byl natolik zajímavý, že se dostal do citací NASA. Experiment byl pečlivě připraven, byla připravena i celá řada záložních variant. +more Byly vyvinuty speciální kulovité komůrky, ve kterých byly řasy vyneseny na oběžnou dráhu. Tam se vložily do kultivačního zařízení, ve kterém devět dní rostly. Srovnávací experiment se prováděl v laboratořích v Třeboni ve dvou sadách. Experiment byl úspěšný. Potvrdil, že chlorella dobře roste i při mikrogravitaci a je možné ji ve vesmíru pěstovat. Jedna věc se však pokazila. Jedna ze sad v laboratoři byla kontaminovaná. Díky záložní sadě bylo možné experiment vyhodnotit. Zjistilo se, že nejsou významné rozdíly v růstu chlorelly ve vesmíru a v pozemských podmínkách.

Význam a využití

Od začátku šedesátých let přinesly řasové biotechnologie vyvíjené v Centru Algatech celou řadu využití:

* ve výživě lidí * ve výživě hospodářských zvířat a ryb * jako hnojivo v zemědělství * v kosmetice * ve farmacii * jako zdroj biopaliv * potenciální zdroj kyslíku * k čištění komunálních vod - mikrořasy dokážou vázat těžké kovy.

Na komplexní využití chlorelly jako obnovitelného zdroje a tím i udržitelnosti poukázal exponát ALGA OASIS v českém pavilonu na Světové výstavě EXPO 2020 v Dubaji.

Rod chlorella zahrnuje asi 100 druhů a problémem je neustálé přejmenovávání. Po roce 1997, kdy v Evropské unii začaly nové potraviny a potravinářské výrobky podléhat přísným kritériím schvalování, vznikly mnoha firmám distribuujícím výrobky s chlorellou problémy. +more Dlouhému procesu schvalování se vyhnou pouze potraviny a potravinářské suroviny, které se konzumovaly před rokem 1997. Díky rozsáhlým sbírkám různých druhů chlorelly v Algatechu je možné dokázat konzumaci před rokem 1997 a tím se tomuto zdlouhavému kroku vyhnout. Tím význam dlouhodobého pěstování této drobné zelené řasy v České republice ještě vzrůstá.

Odkazy

Reference

Externí odkazy

[url=https://www. youtube. +morecom/watch. v=8EGpc3zrNsY]Centrum řasových technologií Algatech[/url] na Youtube * [url=https://www. youtube. com/watch. v=2Mg_CsV8XpA]Heterotrofní pěstování v Třeboni[/url] na Youtube * [url=https://www. ceskatelevize. cz/porady/10101491767-studio-ct24/218411058330302/]Experiment Chlorella 1[/url] ve Studiu ČT24 od cca 18 minuty * [url=https://www. youtube. com/watch. v=vt7_FtJsm_w&list=PLto82rqkmDseufjfwsJTSV0aMVC0RtsaO]ALGA OASIS[/url] na Youtube Kategorie:Mikrobiologický ústav Akademie věd České republiky Kategorie:Chlorellaceae Kategorie:Biotechnologie.