معرفی هسته فناور آقای دکتر گلزاری

 

کشت، برداشت، تبدیل و استخراج مواد ارزشمند از میکروجلبکها

 

 

ریزجلبکها، کارخانه سلولی وابسته به نور هستند که ضمن انجام عمل فتوسنتز، دی اکسید کربن را به سوختهای زیستی و سایر ترکیبات ارزشمند تبدیل می نمایند.

جلبکها برای رشد نیاز به نورخورشید، دی اکسید کربن و مواد مغذی نیاز دارند که  ایران که  به دلیل داشتن آب شور فراوان، نور خورشید و زمین زیاد و میزان تولید دی اکسید کربن بالا در این کشور مناسب می باشد.

دی اکسید کربن می تواند منبع تولید جلبک مورد استفاده قرار گیرد، که این امر باعث حذف دی اکسید کربن هوا و مانع از آلودگی هوا ناشی از انتشار گاز دی اکسید کربن و آلودگی هوا ناشی از آن می شود. پس با اینحال در کنار صنایع می توان کشتزاری از جلبک راه انداخت که همزمان باعث تصفیه هوا و پساب و حذف فلزات سنگین می شود و هم باعث تولید جلبکی می شود که خود منبع اولیه تولید انرژی است که این انرژی نیز می تواند انرژی مصرفی کارخانه را نیز تولید کند و مصرف سوخت فسیلی کارخانه را نیز کاهش دهد که این عمل خود نیز از آلودگی هوای ناشی از سوختهای فسیلی جلوگیری می کند.

امروزه، اکثر محققان توجه فراوانی به استفاده از ریز جلبک ها به عنوان منبع تولید انرژیهای سبز اختصاص داده اند در این تحقیق، با ارزیابی و دستیابی به کاربردهای جدید برای میکروجلبک، تلاش برای حداکثر کردن ارزش اقتصادی استفاده آن انجام می گیرد.

 این کار در دو قسمت اجرا می شود:1)کشت و 2)تبدیل، هدف از کشت، پیداکردن شرایط بهینه برای رسیدن به بیشترین میزان رشد میکروجلبکو همچنین حصول بیشترین میزان چربی موجود در آن است.

در بخش تبدیل؛ پس از کاشت و برداشت میکروجلبک، این زیست توده به عنوان یک خوراک برای فرآیند تبدیل ترموشیمیایی قرار می گیرد. استخراج روغن ، عمل هیدروترمال ، مایع سازی هیدروترمال و فرآیند پیرولیز با هدف بکارگیری میکروجلبک به عنوان یک دیزل زیستی کود مایع، نفت  خام زیستی و بیوچار مورد مطالعه قرار می گیرد. هم چنین بعد از این مراحل، باقیمانده مایع و جامد از هم جدا و به ترتیب برای استفاده بعدی به عنوان کود مایع و جاذب برای حذف فلزات سنگین، مورد تجزیه وتحلیل قرار می گیرد. همچنین مواد ارزشمند آنها بنا به نیاز بازار استخراج می شود.

ویژگیهای محصول / موارد کاربرد ونیز بازار هدف آن :

با توجه به اینکه جلبکها موجوداتی فتوسنتز کننده هستند و قادرند منابع ساده کربن و نیتروژن را با استفاده از نور خورشید به ترکیبات آلی تبدیل نمایند، نه تنها منابع سرشار و غنی از انواع قندها و پروتئین بشمار می روند، بلکه انواعی از مولکولها و ترکیبات ویژه نیز از آنها جداسازی شده اند که آثار درمانی دارند. قدرت شگفت انگیز جلبکها در تولید انواع ویتامینها، اسیدهای چرب غیراشباع و دستجات قابل توجهی از ترکیبات با خاصیت درمانی سبب شده که توجه به آنها روز به روز در حال افزایش باشد. در حال حاضر، سالیانه بیش از 4/5 میلیون تن انواع جلبک‌ها با ارزش 9/4 میلیارد دلار با اهداف مختلف کشت و برداشت می شوند.

جلبکها از یک سو قادرند مواد آلی بسازند و از سویی دیگر با سرعتی مناسب رشد و تکثیر نمایند. به همین دلیل می توان با صرف هزینه کم و مدت زمانی کوتاه به حجم بالایی از توده زیستی به همراه مقادیر متنابهی از ترکیبات ارزشمند دست یافت. در زیر به تعدادی از کاربردهای جلبکها به صورت فهرست وار اشاره شده است.

  1. جلبکها به عنوان غذای انسان
  2. جلبکها به عنوان غذای دام
  3. پرورش آبزیان
  4. حاصلخیزی خاک
  5. استفاده از عصاره جلبک در تولید فراورده های آرایشی و بهداشتی
  6. ترکیبات آلی ارزشمند حاصل از جلبکها

6-1- اسیدهای چرب غیر اشباع

6-2- پلی ساکاریدها

6-2-1- آگار

6-2-2- آلژینات ها

6-2-3- کاراگینان

6-2-4- سیانوفیسین

6-3- آنتی اکسیدانها

6-4- ترکیبات رنگی

6-4-1- کاروتنوئیدها

6-4-1-1 β- کاروتن

6-4-1-2- لوتئین

6-4-1-3- آستاگزانتین

6-4-2- فیکوبیلی پروتئینها

6-5- تولید رادیوایزوتوپ به کمک ریزجلبکها

  1. -6- سموم و ترکیبات موثر داروئی مثل آنتی بیوتیکها و لکتینهای ضد ویروس

نقش ریز جلبکها در تصفیه پسابها :

سیستمهای کشت ریز جلبکها نیز می توانند نقش ارزنده ای را در تصفیه پسابها ایفا نمایند؛ زیرا جلبکها قادرند برداشت و حذف مواد مغذی، فلزات سنگین، مواد آلی و پاتوژنها را از پسابها افزایش دهند. از طرف دیگر، با استفاده از پسابها می توان توده های زیستی قابل توجهی از ریز جلبکها تولید نمود که جهت مقاصد مختلف در زندگی بشر قابل استفاده هستند.

نقش ریز جلبکها در حذف فلزات سنگین:

در سالهای اخیر، استفاده از توده های زیستی مختلف برای حذف فلزات سنگین از پسابها مورد توجه قرار گرفته است. در این میان، استفاده از میکروارگانیسمهایی مانند ریز جلبکها که توانایی بالقوه ای جهت حذف فلزات سنگین دارند جایگاه ویژه ای پیدا کرده است.  ریز جلبکها، فلزات را بسته به غلظت آنها در محیط خارجی جذب می کنند

همانطور که بیان شد، هدف این کار ارایه یک سیستم جامع کشت، برداشت و تبدیل میکروجلبک به محصولات ارزشمند است و این سیستم یکپارچه بنابر محصول مورد نیاز تولیدی می تواند در قسمتهای پایین دستی دستکاری شود و متناسب با محصول مورد نیاز میکروجلبک کشت و برداشت شود. مثلا اگر میکروجلبک برای کاربردهای خوراکی مد نظر باشد تمرکز بر افزایش میزان پروتئین آن مطلوب است ولی برای تولید سوخت زیستی افزایش ترکیبات هیدروکربنی مناسب می باشد.  که بازار هدف آن صنایع داروسازی، صنایع غذایی، تصفیه اب و فاضلاب و شرکتهای تولید سوخت خواهند بود. همچنین جلبکهایی که برای تصفیه پسابها استفاده می شود جمع آوری کرد  که میتوانند  به سوخت زیستی تبدیل شوند که سوخت تولیدی می تواند به عنوان تولید حرارت و الکتریسیته یا سوخت حمل و نقل استفاده شود و با گسترش این امر می توان مشکلات آلودگی هوا, تولید پساب و مصرف بی رویه سوختهای فسیلی را حل نمود که مورد استفاده مزارت نیرو، نفت، شهرداری، سازمان محیط زیست باشد.