Transcript Svenska makroalger för produktion av mat, foder, bränsle och material

INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
Svenska makroalger för produktion av
mat, foder, bränsle och material
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
Eva Albers
Swedish Maritime Day, April 9th, 2013
Industrial Biotechnology
Department of Chemical and Biological Engineering
Chalmers University of Technology
Göteborg, Sweden
Foto: Henrik Pavia
Omställning till ett hållbart samhälle
• Resursutnyttjande – återanvändning, förnyelsebara
råvaror – komma ifrån beroendet av olja
• Miljöpåverkan – koldioxidutsläpp
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
• Mat kontra bränsle debatt
MÅL – en biobaserad ekonomi
• Hållbar produktion av kemikalier, bränsle och material
genom användning av bioteknologiska processer och
biomassa som råvara
2
Industriell bioteknik: “Användning av bioteknologi
för processning och produktion av kemikalier,
material och energikällor”
Bioteknologiska
produktionsprocesser
med mikroorganismer
och/eller enzymer
Biomassa som råvara
•
•
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
•
•
•
•
Komplexa molekyler
Fotosyntes – CO2 infogas i
biomassa (växter, alger)
Marin biomassa/makroalger har
stor potential för ökad användning
Skörd från naturliga populationer
ej ekologiskt hållbart – odling
behövs
Omfattande odling i Asien med
manuella metoder
Flera FoU projekt i Europa
3
Marin biomassa från svenska vatten
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
Etablera användning av svensk marin
biomassa genom att studera och utveckla
• Havsbaserade odlingssystem
och skörd av biomassa från
brunalger, kelp
• Utvinning och produktion av
olika produkter från kelp i ett
bioraffinaderikoncept
• Systemanalyser över
teknologi, miljöpåverkan,
socioekonomiska aspekter
Bild: Fredrik
Gröndahl m.fl.
Samarbetsprojekt – Chalmers,
Göteborgs universitet, KTH
4
Jordbruk i havet
• Bra förutsättningar på svenska
västkusten
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
–
–
–
–
Näringshaltigt vatten
Skärgård ger skyddade lägen
Svagt tidvatten
Lägre salthalt i vattnet ger
möjlighet att hitta unika substanser
i biomassan
• Kelp finns i våra vatten
Foto: Göran Nylund
– Växer snabbt, ger mycket biomassa
– Dess livscykel ger odlingstekniska
fördelar
• Odlingsteknik utvecklad utomlands
ej direkt överförbar
5
Industriell kelpodling - akvakultur
• Produktion av
småplantor inomhus
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
– Sporer från plantor
fäster på rep
– Initial tillväxt i
skyddad miljö
• Utsättning av
odlingssystem i havet
Bild: Göran Nylund
Testodlingar - start maj 2013 (Göteborgs universitet)
– Plocka småplantor av kelp och fästa dessa på rep
– Följa tillväxt och ta prover för analys av
biomassainnehåll (mäts på Chalmers)
6
Bioraffinaderi med kelpbiomassa
• Bioraffinaderi – fraktionering av biomassa till en
palett av gröna produkter
• Högvärdiga produkter vs bulkkemikalier
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
– Mat/foder tillsatser, kemikalier, bränsle, material
Skördad
biomassa
Mekanisk
sönderdelning
Upprening
Extraction Vidareförädling
Separation
Antioxidanter
Essentiella aminosyror
Omega-3 fettsyror
Naturliga färgämnen
Gelämnen
Mannitol
Etanol
Biogas
7
Plast
Säsongsvariationer i biomassainnehåll
• Lämplig skördetid av biomassa beror
på vilken produkt som är mest
intressant
Saccharina
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
• Mäta biomassainnehåll från prover
tagna juni-oktober 2012 (Chalmers)
– Kelp: Saccharina latissima, Laminaria
digitata
– Prover från tre lokaler vid Tjärnö,
Strömstad
– Mätning av makromolekyler, specifika
substanser och grupper av substanser
Laminaria
8
Innehåll av kolhydrater
• Oftast högt kolhydratinnehåll i kelpbiomassa
– laminarin, alginat, mannitol
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
• Vid sönderdelning (hydrolys) fås jäsningsbara socker
• Hydrolysat kan användas som substrat i
fermenteringsprocesser
• Resultat: Upp till ca 30% total kolhydrater i Saccharina,
innehåll kan även variera beroende på växtplats
Saccharina latissima
Trucy Nguyen, prel. data, examensarbete, 2013
9
Makroalgskonsortiet
• Chalmers tekniska högskola,
Industriell bioteknik och
livsmedelsvetenskap
– Eva Albers
– Ingrid Undeland
– Jenny Veide Vilg
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
– Studenter: Trucy Nguyen, Albin
Jörgensen, Tony Werner
• Göteborgs universitet,
Tjärnö
– Henrik Pavia
– Göran Nylund
• KTH, Industriell ekologi
– Fredrik Gröndahl
Finansiering - Carl Tryggers stiftelse
10
Nordic Algae Network
• Nätverksprojekt finansierad
av Nordic Marine Innovation
och deltagande partners
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
• 22 partners från Danmark,
Sverige, Norge, Island
– Institut/universitet är key
actors för resp. land
– Övriga deltagare är företag
med algintresse
– Teknologisk Institut (Dk)
kontraktsägare
• Pågår 1/3 2012 - 1/11 2013
Key Actors Sverige:
Eva Albers, Ingrid Undeland
Huvudmål
• Hjälpa deltagarna till ledande
positioner inom algområdet, både
för makro- och mikroalger
• Underlätta för kommersiella
högvärdiga produkter och
energikällor från alger
• Skapa synergier och främja
samarbete mellan deltagarna
Förväntade resultat
• Ökade kunskaper
• Ökade kontakter och skapandet av
ett nordiskt kontaktnät, nya
samarbeten
• Nya idéer för kommersiell
verksamhet
• En bestående alghemsida
11
Aktiviteter i Nordic Algae Network
• Fyra workshop i de olika länderna, slutkonferens,
websida, regelbundna nyhetsbrev, bredda
kontaktnätet inom den Nordatlantiska hemisfären
INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY
http://www.nordicinnovation.org/projects/marineinnovation-projects/nordic-algae-network/
Slutkonferens - Nordic Algae Network conference
• 9-10 oktober, Grenå, Danmark
• I anslutning till 3rd Danish Macro Algae
Conference 2013
• För information: Karin Svane Bech,
[email protected]
12