435nm. Жить за пределами Земли!

Мы добились продуктивности установки, позволяющей строить аппарат для дыхания в маске!!!

Наверное, все уже давно забыли, что цель нашего проекта 435nm - это создание установок, позволяющим создавать замкнутые биосферы в космосе и на Земле. Если углубляться в это, то мы создаем технологию культивации микроводорослей, которые смогут очищать воду и воздух, которые можно использовать в пищу и вообще использовать для самых разных других полезных вещей.

Понятно, что хорошая новая технология должна иметь важные преимущества по сравнению с тем, что есть сейчас. Многие микроводоросли растут в лужах, прудах, реках и других водоемах сами по себе, безо всякого участия в этом человека. В некотором случае это приемлемо, но для использования на космическом корабле или в однокомнатной квартире - не очень, не хватит места.

Поэтому в начале проекта мы посчитали своей целью создание технологии для высокоавтоматизированной, компактной и энергоэффективной культивации хлореллы, как одной из самых перспективных микроводорослей.

Высокоавтоматизированная - это означает, что большинство операций, необходимых для проведения культивации, выполняется без участия человека, по заданной программе.

Компактная - это значит, что в единице объема установки будет производиться много хлореллы. Единица измерения “компактности” - г/л/сутки, то есть, сколько грамм сухой биомассы в сутки вырастает в одном литре реактора. Этот параметр еще можно назвать удельной продуктивностью.

Энергоэффективная - это означает, что потребляющая для культивации мало электрической энергии. Единица измерения энергоэффективности в нашем случае - это Вт/л. Сколько нужно Ватт электрической энергии для роста культуры в одном литре установки.

Как с этими параметрами обстоят дела сейчас?

С самого начала наша установка была высокоавтоматизированная, так как проводить с ней дни и ночи для постоянного обслуживания мы просто физически не могли.

Энергоэффективность - это предмет нашей дальнейшей оптимизации, ну а сейчас мы смогли достичь подходящей для наших целей удельной продуктивности.

Какая нам нужна удельная продуктивность?

Известно, что человек в сутки в среднем выдыхает около 1 кг СО2. Для того, чтобы поглотить такое количество углекислого газа, нужно вырастить примерно 0,5 кг сухой биомассы хлореллы.

Таким образом, нам нужно выращивать в сутки 500 грамм сухой биомассы хлореллы.

Если мы выращиваем с удельной продуктивностью 1 г/л/сутки, то нам нужен реактор объемом 500 литров. Это примерно две ванны! Многовато! Если 5 г/л/сутки, то нужно 100 литров. Мы посчитали, что разумно остановиться на производительности, близкой к той, которую достигали коллеги из ИМБП в своем фотобиореакторе “Сирень”. У них было 15 г/л/сутки. Мы посчитали, что нам нужно не менее 10 г/л/сутки. При такой производительности установка для дыхания одного человека получается объемом 50 литров, что соответствует среднему домашнему аквариуму.

И вот сейчас мы с уверенностью можем сказать, что мы достигли удельной продуктивности порядка 12 г/л/сутки, что выше чем наши планы и близко к производительности “Сирени”! Это позволяет создать установку для дыхания человека разумных размеров! Ура!

Надо сказать, что путь к этому был не прост. Казалось бы, бери культуру, заливай в банку, подавай воздух и свет, и все будет ок! Но дьявол как всегда кроется в миллионах деталей.

Расскажу про самую последнюю проблему, которую мы решили в этом октябре. Это был перевод показаний нашего датчика оптической плотности (ОП) из его условных у.е. в г/л концентрации культуры. На пальцах все понятно, чем более “густая” культура, тем меньше она пропускает свет, и тем больше ее оптическая плотность. Из литературы известно, что ОП и концентрация связаны, и нам нужно было найти эту функцию пересчета.

Мы провели несколько серий измерений на наборе культур с различной оптической плотностью, но оказалось, что только культура, растущая в реакторе и взятая в различные моменты времени своего роста, обладает достаточной представительностью для калибровки! Это было неожиданно.

И это только одна из множества самых разнообразных проблем! Сейчас есть уверенность в высокой удельной продуктивности, и мы начинаем проектировать установку-демонстратор, которая делает человека чуть ближе к тому, чтобы неограниченно жить за пределами Земли!