تولید میکرو جلبک روشی نوین جهت مدیریت آلاینده‌های صنعت فولاد

به گزارش می‌متالز، کربن موجود در زیست توده از CO ۲ موجود در جو مشتق شده است که توسط فتوسنتز گیاهان یا جلبک‌ها تثبیت می‌شود. با در نظر گرفتن فرآیند تولید زیست توده تا مصرف به عنوان یک کل، این منبع انرژی، کربن خنثی در نظر گرفته می‌شود، زیرا غلظت CO ۲ در جو تغییر نمی‌کند.

میکروجلبک‌ها

از آن جهت که زیست توده طبیعی در دسترس محدود است، برای استفاده پایدار به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، تولید آن به صورت مصنوعی ضروری است. از این منظر، تولید زیست توده با استفاده از ریزجلبک‌ها در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در مقایسه با گیاهان، ریزجلبک‌ها دارای تعدادی ویژگی مناسب برای تولید زیست توده هستند که یکی از آن‌ها سرعت رشد بالا است. سرعت رشد ریزجلبک‌ها تا حد زیادی به گونه و سویه آن بستگی دارد به طوری که ریزجلبک‌های با سرعت رشد بالا، مقدار زیست توده را در عرض چند ساعت دو برابر می‌کنند. علاوه بر این، از آنجایی که برای کشت آن‌ها خاک مورد نیاز نیست، یکی از مزایای ریزجلبک‌ها این است که کمتر در معرض تضاد با زمین‌های کشاورزی موجود می‌باشند.

بیش از ۵۰ درصد وزنی زیست توده برخی میکروجلبک‌ها روغن است که این میزان حتی از درصد روغن موجود در گیاه پالم نیز بیشتر است بنابراین از آن‌ها به عنوان منابع پایدار جهت تولید سوخت‌های زیستی از جمله بیودیزل یاد می‌شود.

فتوبیوراکتور برای کشت میکروجلبک

تولید میکرو جلبک از ضایعات کارخانه فولاد

شرکت Nippon Steel در حال توسعه فناوری‌های مختلفی برای کاهش انتشار CO ۲ است که شامل تحقیق در مورد تولید زیست توده با استفاده از ریزجلبک‌ها نیز می‌شود. در جدول زیر برخی از آلاینده‌ها و ضایعات کارخانه فولاد و پتانسیل استفاده از آن‌ها در کشت میکروجلبک‌ها آورده شده است.

اگر تولید میکروجلبک در یک کارخانه فولاد عملیاتی شود، چنین فرآیندی می‌تواند یک فناوری کاهش گاز CO ۲ موثر باشد.

انتخاب سویه میکروجلبک

شکل (۱) سویه NS ۰۰۱ C

شکل ۱ نتایج مشاهده میکروسکوپ نوری سویه NS ۰۰۱ C را نشان می‌دهد. سویه NS ۰۰۱ C یک جلبک تک سلولی بیضی شکل سبز با قطر سلولی تقریباً ۸-۳ میکرومتر است. در نتیجه تجزیه و تحلیل توالی ژنتیکی، پیشنهاد شد که این سویه ارتباط نزدیکی با جنس Chlorella یا جنس Parachlorella دارد و می‌تواند یک جنس جدید و سویه جدید باشد.

سرعت رشد زمانی که غلظت نیتروژن آمونیاکی ۲۰ میلی گرم در لیتر باشد بالاتر است و با افزایش غلظت آمونیاک به تدریج کاهش می‌یابد. از آنجایی که رشد در غلظت بسیار بالایی از آمونیاک نیز مشاهده می‌شود، سویه NS ۰۰۱ C دارای تحمل کافی آمونیاک برای کاربرد در فاضلاب کک سازی است. علاوه بر این، مشخص شد که دارای تحمل نمک نیز می‌باشد که رشد را هم در آب شیرین و هم در آب دریا امکان پذیر می‌کند. بر اساس این یافته‌ها، سویه NS ۰۰۱ C به عنوان یک سویه مناسب در نظر گرفته شد.

شکل (۲) کشت بستر سطحی جلبک

در شکل ۲ جلبک‌ها روی بستر‌های متخلخل در فاز گازی کشت داده می‌شوند. نور از طریق فاز گازی به جلبک‌ها می‌رسد، در حالی که آب و مواد مغذی از بستر‌های پر شده با محیط کشت تامین می‌شود. جلبک‌ها می‌توانند CO ۲ را از فاز گاز گرفته و O ۲ را به داخل آن تخلیه کنند.

نتیجه گیری

تولید زیست توده ریز جلبکی به عنوان یک فناوری برای کاهش انتشار CO ۲ توجه را به خود جلب کرده است. یک میکروجلبک تک سلولی (سویه NS ۰۰۱ C) جدا شده از تجهیزات تصفیه فاضلاب در کارخانه فولاد، نرخ رشد بالایی با تحمل آمونیاک بالا را نشان داد. در آزمایش‌هایی که در آن، سویه NS ۰۰۱ C به کشت بستر سطحی در مقیاس کوچک اعمال شد، حداکثر بهره‌وری زیست توده ۴/۱۵ گرم بر متر مربع در روز بود. با استفاده موثر از نور خورشید در سیستم، بهره وری زیست توده ۳۰-۲۰ گرم در متر مربع در روز را می‌توان تحقق بخشید. کشت بستر سطحی یک تکنیک امیدوارکننده برای دستیابی به تولید زیست توده بالا در مقیاس بزرگ ریزجلبک‌ها است و باید توسعه یک بیوراکتور در مقیاس بزرگ را مورد مطالعه قرار داد.

منبع: پایگاه خبری - تحلیلی ایراسین