Ietekmes uz vidi novērtējums Baltijas jūras sārtaļģu biomasas valorizācijai

Abstract

Makroaļģu biomasa jau šobrīd daudzviet pasaulē tiek kultivēta vai savākta no piekrastēm un izmantota dažādu vērtīgu vielu ekstrahēšanai, kā arī biogāzes un biodegvielas iegūšanai. Baltijas jūras piekrastē vienas no visbiežāk sastopamajām aļģēm ir tieši sārtaļģes, tādēļ šajā darbā tiek apskatīts šī aļģu nodalījuma potenciāls. Lai gan no sārtaļģēm var iegūt tādus vērtīgus lielmolekulārus savienojumus kā fikobiliproteīnus, polisaharīdus un celulozi, kā arī ražot biogāzi, šobrīd Baltijas reģionā šis resurss vēl netiek pietiekami izmantots, neskatoties uz dažādo vielu iegūšanas potenciālu. Baltijas reģionā šobrīd tikai sārtaļģe F. lumbricalis tiek izmantota komerciālos mērogos polisaharīda furcelarāna ekstrahēšanai, bet biogāzes iegūšana no sārtaļģēm tiek īstenota dažādos pilotprojektos. Šajā darbā tiek apskatīta ilgtspējīgas attīstības vides dimensija un ar aprites cikla novērtējumu vērtēts, kura produkta iegūšana no sārtaļģes radītu mazāku ietekmi uz vidi, kā arī identificēts, kuri produkta ražošanas procesa posmi rada lielāko ietekmi uz vidi. Hipotēze: aļģu biomasas izmantošana zemākas pievienotās vērtības produkta (biogāzes) iegūšanai ir mazāka ietekme uz vidi, nekā augstākas pievienotās vērtības produkta (karagināna) ekstrahēšanai. Šajā darbā apkopotas dažādu vērtīgo vielu ekstrahēšanas metodes un papildus piedāvāta potenciāla kaskādes sistēma šo vielu secīgai ekstrahēšanai biorafinērijā.

Macroalgal biomass is already being cultivated or harvested from coasts in many parts of the world and used to extract valuable macromolecular compounds, as well as to produce biogas and biofuels. In the Baltic Sea, one of the most abundant algae is red algae, and the potential of this algal group is therefore examined in this work. Although valuable macromolecular compounds such as phycobiliproteins, polysaccharides and cellulose can be extracted from algae and biogas can be produced from this algae, this resource is currently under-exploited in the Baltic region, despite the potential for extracting a variety of substances. In the Baltic region, only the alga F. lumbricalis is currently used on a commercial scale for the extraction of the polysaccharide furcellaran, while biogas production from algae is being implemented in a few pilot projects. This work addresses the environmental dimension of sustainable development and uses life cycle assessment to assess which product extraction from red algae would have the lowest environmental impact and to identify which steps in the product production process have the highest environmental impact. Hypothesis: Using algal biomass to extract a lower value-added product (biogas) has a lower environmental impact than extracting a higher value-added product (carrageenan). This work summarises the extraction methods for different valuable substances and additionally proposes a potential cascade system for the sequential extraction of these substances in biorefinery.