BIORAF: Centrum kompetence pro výzkum biorafinací

(2012-2019)

Projekt BIORAF (TE01020080), který vznikl za podpory Technologické agentury ČR, spadá mezi projekty tzv. zelené chemie a je zaměřen na využití přeměny biomasy na produkty s vysokou přidanou hodnotou a na alternativní zdroje energie. Díky novým navrženým rafinačních postupům bude možné získat potravinové doplňky, krmiva, hnojiva, biopaliva nové generace a také energii z biomasy mikrobiálního, rostlinného a živočišného původu. Biorafinace představuje unikátní způsob jak novým, udržitelným způsobem částečně nahrazovat fosilní paliva při minimálním dopadu na životní prostředí s využitím celéhoobjemu biomasy.

Perspektivní energetická plodina, C4 tráva Miscanthus × giganteus. Měření intenzity fotosyntézy.	Tekutá kultura endofytické houby Helminthosporium velutinum, jejíž účinek na růst a odnožování rostlin je v rámci Centra studován.	Kultivace řasy Trachydiscus minutus v otevřeném fotobioreaktoru na tenkých vrstvách s použitím odpadní vody z ČOV.

Projekt BIORAF, který byl zahájen v roce 2012, vytváří mezioborové centrum s vysokýminovačním potenciálem pro udržitelné využití obnovitelných zdrojů a má ambice zaujmout během příštích osmi let v ČR vedoucí pozici v oblasti biorafinace. Projekt spojuje soukromý sektor s odborníky z různých vědních oborů (např. botaniky, analytické chemie, enzymologie, chemického, biochemického a materiálového inženýrství, atd.). V projektu budou zkoumány udržitelné zdroje biomasy, které nebudou soutěžit o využití zemědělské půdy pro pěstování potravinářských plodin. Nové biorafinační procesy pro zpracování biomasy šetrné k životnímu prostředí, budou vyvíjeny za účelem získávání produktů s vysokou přidanou hodnotou, což zvýší příležitosti na trhu pro spolupracující společnosti a také přispěje k vytvoření nových pracovních příležitostí. Nové technologie budou ověřovány na demonstračních a poloprovozních jednotkách a vyvinuté produkty a technologické postupy budou komercializovány.

Tři základní vstupy biomasy, tj. biomasa jednobuněčných řas, vyšších rostlin a odpadní živočišná biomasa  budou v rámci projektu zpracovávány ve vzájemně provázaných cyklech, které jsou předmětem řešení jednotlivých pracovních balíčků. Rámcové schéma výzkumu v rámci Centra je znázorněno níže.

V rámci Botanického ústavu AV ČR v.v.i.  se účastní projektu dvě výzkumné skupiny a celý tým koordinuje RNDr. M. Vosátka, CSc. Třeboňská skupina se zaměřuje na selekci a využití sladkovodních řasových a sinicových kmenů pro produkci biomasy s vysokým obsahem omega-3 nenasycených kyselin, karoteoidů a dalších cenných biologických látek. Tato biomasa bude v rámci Centra následně zpracovávána pro krmivové směsi, nutraceutika, případně jako vstupní suroviny pro produkci biopolymerů. Průhonická skupina se soustředí na identifikaci a kultivaci plodin schopných vysoké produkce biomasy za současného využití pro rafinace bioaktivních látek. Toto simultánní využití by mělo zlepšit celkovou rentabilitu pěstování vybraných plodin a uvést na trh s potravinovými doplňky, kosmetickými přípravky a přípravky na ochranu rostlin nové cenné produkty. Biomasa vybraných vyšších rostlin bude po rafinaci využita pro hydrolyticko-fermentační postupy s cílem efektivní konverze biomasy na biopaliva, případně využita pro peletizaci za účelem produkce standardizovaného a certifikovaného paliva pro biokotle.

Cíle projektu

Projekt si klade následující cíle:

• Vytvořit interdisciplinární centrum s vysokým inovačním potenciálem v oblasti udržitelného využití obnovitelných zdrojů a přivézt Českou republiku během 8 let na úroveň vedoucích pozic na poli biorafinací tzv. příštích generací.
• Propojit experty z různých vědních oblastí – botaniky, algologie, analytické chemie, enzymologie, mikrobiologie, chemického a biochemického inženýrství, materiálového inženýrství (biokompozitů) a expertů posuzování životního cyklu – s privátním sektorem.
• Zajistit udržitelné zdroje biomasy, která nesoutěží s potravinářským užitím zemědělské půdy.
• Vyvinout nové pokročilé environmentálně čisté procesy pro biorafinaci biomasy za účelem získání produktů s vysokou tržní hodnotou a zvyšovat tak tržní možnosti zúčastněných společností a vytváření nových pracovních příležitostí.
• Ověřit nové technologie na demonstračních a poloprovozních jednotkách, komercializovat vyvinuté produkty a technologické postupy.
• Během 4 let vytvořit nové duševní vlastnictví v oborech biorafinace, zajistit jeho transfer mezi výzkumnou a komerční sférou a pomoci tak zvýšit tržní a exportní příležitosti ČR.
• Podpořit české zemědělství a průmysl a přilákat významné dlouhodobé investiční příležitosti do nových technologií s vysokým sociálně-ekonomickým dopadem.
• Vzdělávat absolventy a začínající vědecké pracovníky v nových průmyslových odvětvích, vytvořit pracovní příležitosti pro jejich uplatnění.
• Přispět k nezávislosti České republiky na fosilních zdrojích a redukci emisí skleníkových plynů.

Organizační struktura Centra

Zúčastněné partnerské organizace:
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i. (http://www.icpf.cas.cz/cs)
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze (http://www.vscht.cz)
Botanický ústav AV ČR, v.v.i. (https://www.ibot.cas.cz/)
Rabbit Trhový Štěpánov, a.s. (http://www.rabbit.cz/)
Agra Group, a.s. (http://www.agra.cz/)
Briklis, spol. s r.o. (http://www.briklis.cz/)
EcoFuel Laboratories, spol. s r.o. (http://www.ecofuel.cz/)

Řízení projektu je realizováno prostřednictvím ustanovených orgánů projektu Bioraf, kterými jsou ředitel, vědecký ředitel, projektový manažer, Rada centra a Vědecká rada centra.

Ředitel Centra a projektový manažer: Ing. Petr Kaštánek, Ph.D.
Vědecký ředitel Centra: Ing. Olga Šolcová, DSc.
Technologický ředitel Centra: Prof. Ing. Jiří Hanika, DrSc.

Vědecká rada
Prof. Ing. Jiří Drahoš, DrSc. – předseda Akademie Věd ČR
Prof. Ing. František Kaštánek, DrSc. – ředitel emeritus ÚCHP AV ČR
Ing. Ladislav Novák – ředitel Svazu chemického průmyslu ČR
Ing. Miroslav Punčochář, DSc. – ředitel ÚCHP AV ČR
Prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc. – Děkan Fakulty potravinářské a biochemické technologie, VŠCHT Praha
Prof. Ing. Karel Ulbrich, DrSc. – místopředseda Vědecké rady AV ČR, ÚMCH AV ČR

Rada centra
Ředitel Centra a projektový manažer: – Ing. Petr Kaštánek, Ph.D.
Vědecký ředitel Centra: – Ing. Olga Šolcová, DSc.

Zástupce ÚCHP: – Prof. Ing. Jiří Hanika, DrSc.
Zástupce VŠCHT: – Prof. Ing. Karel Melzoch, CSc.
Zástupce BÚ: – RNDr. Miroslav Vosátka, CSc.
Zástupce Rabbit: – Ing. Zdeněk Jandejsek, CSc.
Zástupce Agra: – Mgr. Jiří Kopenec
Zástupce Briklis: – Aleš Svátek
Zástuce EcoFuel: – Ing. Jiří Rott

Výsledky projektu

Na webových stránkách projektu (http://bioraf.icpf.cas.cz/) budou postupem času k dispozici informace o získaných výsledcích centra a aktuality o probíhajících akcích.