До ста оборотов в минуту. С такой скоростью вихревой поток кружит микроводоросли. Размеры разные, как правило крохотные: от нескольких микрон. В десятилитровом биореакторе их тысячи. Вверх-вниз, в одну-другую стороны. Завораживающий танец частиц — строго выверенная технология.
«Тут происходит закрутка потока именно газовым вихрём, внутри реактора происходит окружное вихревое движение и меридиональное. Вихревой поток — сложное явление, учёные его изучают давно. Исследования касаются разных областей: от энергетики до авиации. С микроводорослями новосибирские физики работают впервые. Вместе с коллегами-биологами из Севастополя, Института биологии южных морей», — поясняют исследователи.
Объект изучения любопытный, но весьма капризный. Любит свет и трепетное к себе отношение. Традиционные «мешалки» могут испортить частицы. Кружа микроводоросли в вихре мягко и бесконтактно, учёные создают идеальные условия для размножения и роста.
«Водоросль питается элементами из окружающей среды. Если эта среда статична, она съест вокруг себя всю еду, и еды не останется. Равномерное перемешивание среды позволяет добиваться того, что все микроэлементы равномерно распределяются по всему объёму», — рассказывает младший научный сотрудник Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН Булат Шарифуллин.
В мире микроводорослей есть свои «знаменитости», у них толпы поклонников по всему миру и огромные продажи. Например, спирулина и хлорелла. Их используют в фарминдустрии, косметической и пищевой промышленности. В Юго-Восточной Азии, где светло и тепло, их выращивают в огромных масштабах.
Но есть виды, культивировать которые намного сложнее в силу того, что они плотные и вязкие. Однако перспектива в них заложена колоссальная. Например, плотная и крупная лептолимбия с сильнейшей противовоспалительной активностью. Также красная микроводоросль порфиридиум пурпуреум. Или, как её ласково называют учёные, «Петя». Красный белок в её составе — мощный противоопухолевый агент.
«Извлечь из таких микроводорослей можно очень много: помимо омега-6, полиненасыщенных жирных кислот, можно также извлекать различные антиоксиданты», — отмечает заведующий лабораторией НГУ, профессор РАН Игорь Наумов.
Совместный проект биологов и физиков дал потрясающий результат. Метод эффективнее традиционных на порядок.
«Люди до этого как бы эмпирически выращивали, культивировали водоросли, мы привнесли своё с точки зрения гидродинамики и получили вот как бы определённые результаты с точки зрения интенсификации и оптимизации», — говорит старший научный сотрудник Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН Сергей Скрипкин.
Сферы применения микроводорослей широчайшие: они могут быть и супередой, и лекарством, и источником энергии. Потенциал учёные увидели и масштабировали технологию до полупромышленной. Это уже не лабораторные, а экономически оправданные объёмы. Следующий шаг — поиск индустриального партнёра.
