Hệ thống lọc sinh học cho tảo biển

Lợi ích của tảo biển 

Như đã biết, tảo biển là loại thực phẩm vàng có thường xuyên có mặt trong các vấn đề điều trị cải thiện sức khỏe, hỗ trợ làm đẹp cho con người.  

Do thành phần của tảo biển chứa nhiều loại vi chất như vitamin C, E, A1, K, B1, B2, B6 cùng với nhiều axit folic, axit niacin và cả axit pantothenic ngoài ra tảo biển còn chứa một số loại như canxi, photpho, magie, kẽm, sắt,..nên được xem là món quà quý giá mà mẹ thiên nhiên ban tặng.  

Rong biển rất giàu chất dinh dưỡng quý giá để làm thực phẩm, dinh dưỡng hoặc dược phẩm. Tuy nhiên, các chất dinh dưỡng này rất khó chiết xuất và đây vẫn là một thách thức cần phải nghiên cứu và tìm hiểu thêm để đưa ra biện pháp xử lý.  

Dự án SeaSolv lọc sinh học cho tảo biển 

Trong dự án SeaSolv, Đại học Wageningen, Hà Lan (WUR), cùng với các đối tác quốc tế, đã phát triển một phương pháp sáng tạo cho quá trình lọc sinh học đa sản phẩm của các chất này mà không có sự hiện diện của chất thải. Để làm được điều này các chuyên gia sẽ tiến hành sử dụng một loại dung môi mới - dung môi eutectic sâu (DES). 

Rong biển được khai thác với mục đích thương mại, làm thực phẩm. Ảnh: alibaba.com

Rong biển là một loại nguyên liệu thô xanh có nhiều tiềm năng và triển vọng trong tương lại nhưng chưa được sử dụng phổ biến ở châu Âu. Chúng chủ yếu được khai thác với mục đích thương mại, làm thực phẩm và sản xuất phycocolloid (chất làm đặc). Tuy nhiên, hoạt động sản xuất công nghiệp phức tạp và kém hiệu quả, sử dụng nhiều hóa chất, năng lượng và nhiều nước. Bên cạnh đó, trong quá trình chiết xuất phycocolloid sẽ có một số thành phần bị phá hủy (ngay cả một số phycocolloid cũng bị phân hủy), việc này đã tạo ra một lượng chất thải đáng kể và có nguy cơ đe dọa đến môi trường. 

Trong khi đó, một số kỹ thuật chiết xuất mới đã được phát triển như siêu âm, vi sóng, enzyme, đồng nhất hóa và chiết xuất siêu tới hạn. Tuy nhiên, những phương pháp này vẫn còn sơ khai và cũng có nhiều mặt hạn chế như đắt, sản lượng thấp, ảnh hưởng đến sản phẩm cuối cùng và khó mở rộng quy mô. 

Dung môi xanh – DES có ưu điểm vượt trội 

Dung môi eutectic sâu (DES) hay còn gọi là chất lỏng ion thế hệ mới là môi trường phản ứng xanh trong tổng hợp hữu cơ, điện hóa và chuyển hóa sinh khối. Tại SeaSolv, một quy trình bền vững và hiệu quả hơn sẽ được phát triển cho phép ngành công nghiệp về tảo biển có thể giảm thiểu đáng kể lượng khí thải carbon.  

Loại dung môi mới này sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội với giá thành rẻ bao, độc tính thấp và thường có khả năng phân hủy sinh học. Chúng có thể được tùy chỉnh và thậm chí có thể chuyển đổi theo nhu cầu trong suốt quy trình.

Rau diếp biển. Ảnh: commons.wikimedia.org

Do đó, DES đại diện cho một giải pháp tiềm năng thay thế cho các dung môi hữu cơ thông thường. Chúng cho phép các thành phần khác nhau được chiết xuất từ ​​sinh khối một cách nhẹ nhàng, trong khi vẫn duy trì chức năng của các sản phẩm cuối cùng.  

Kết quả cho ra một nhà máy lọc sinh học với nhiều sản phẩm sẽ có ít hoặc không có chất thải và tiêu thụ ít năng lượng hơn. Công nghệ này sẽ có thể được ứng dụng để chiết xuất các chất chuyển hóa từ các dạng sinh khối thủy sinh và đất (chẳng hạn như thực vật và vi tảo). 

Nhiều nhà sản xuất cho rằng họ đang phải đối mặt với vấn đề chiết xuất các hợp chất từ tảo biển và họ mong muốn có được các giải pháp thay thế. Đây sẽ là bước khởi đầu cho dây chuyền nghiên cứu mới về sự tích hợp quy trình và xác nhận sinh khối.  

Cần nghiên cứu tổng thể quá trình lọc sinh học, từ các đặc tính của sinh khối đến chức năng của sản phẩm cuối cùng. Có quá nhiều nghiên cứu đang tập trung vào các khía cạnh riêng lẻ của quá trình này, đặc biệt là về chiết xuất. Việc tối ưu hóa một số bước trong quy trình lọc sinh học mà không xem xét các bước liên quan trước hoặc sau đó sẽ phát sinh nhiều khó khăn.