Інноваційні підходи щодо культивування мікроводоростей як продуцентів біопалива III покоління: кваліф.роб...магістра

Abstract

У кваліфікаційній роботі здійснено детальний аналіз сучасних тенденцій та інноваційних методів культивування мікроводоростей з метою виробництва біопалива III покоління. Особливу увагу приділено біологічним характеристикам перспективних видів мікроводоростей, різновидам культиваційних систем (фотобіореактори, відкриті водойми, гібридні установки), технологіям оптимізації умов зростання (інтенсивність освітлення, температура, концентрація СО₂, джерела азоту та фосфору), а також економічним, екологічним та соціальним аспектам застосування цієї біотехнології. Освітлення фітобіореактора має одне із набільш важливих значень для нагромадження біомаси мікроводоростей, як одного із основних факторів процесу фотосинтезу. Наведено дані щодо динаміки синтезу біомаси мікроводоростей залежно від джерела світла та його спектрів за умов 12:12 годин світлового циклу. Актуальність теми полягає у необхідності розробки та впровадження ефективних, екологічно безпечних і економічно обґрунтованих підходів до отримання відновлюваної енергії. В умовах глобальних змін клімату, енергетичних криз та деградації природних ресурсів розвиток біоенергетики на основі мікроводоростей відкриває нові горизонти для сталого розвитку та технологічного прориву у сфері зеленої енергетики. Вивчення інноваційних аспектів культивування мікроводоростей та можливості їхньої інтеграції у виробничі біотехнологічні комплекси є актуальним завданням сучасної науки та промисловості. Крім того, значну перспективу представляє інтеграція культивування мікроводоростей з промисловими і сільськогосподарськими потоками відходів – використання вуглекислого газу зі стічних газів, поживних речовин із стічних вод, а також відпрацьованих матеріалів, що забезпечує не лише зниження вартості сировини, але й позитивний екологічний ефект за рахунок зменшення забруднень. Такий підхід створює умови для комплексного вирішення проблем енергетики, сільського господарства і екології. Проведений аналіз наукових досліджень і технологічних розробок свідчить, що сучасні методи культивування мікроводоростей дедалі більше базуються на міждисциплінарних підходах. Поєднання генетичної інженерії, біоінформатики, матеріалознавства, інженерії фотобіореакторів та автоматизованих систем керування відкриває нові горизонти для підвищення ефективності виробництва. Так, розробка генетично модифікованих штамів з підвищеним вмістом ліпідів, швидким ростом і стійкістю до стресових факторів дозволяє значно збільшити вихід біомаси і якість сировини для переробки.