صفحه 1:
صفحه 2:
: موضوع تحقیق
سوخت زیستی جلبک ها
تتهیه au
علی ساعدی
رشته دبیری زیست شناسی
زير نظر استاد محترم
جناب آقای خسروی
دانشگاه فرهنگیان پردیس شهید باهنر بیرجند
بهار 95
صفحه 3:
* دربا برای مدتهای مدیدی چه از طریق صید ماهی و چه از طریق اکتشاف و استخراج
نفت, منبع اصلی درآمد و ثروت نروژ بوده است. حالا یک محقق نروژی امیدوار است که
با استفاده از جلیکها و گیاهان دریایی سوخت زیستی تولید کند.
* کان کوآنگ تران, استاد علوم و تکنولوژی در نروژ میگوید: ما برای تولید نفت به دنبال
الگوبرداری از فرآیندهای طبیعی هستیم. وی افزود: در حالی که منابع نفت به طور
طبیعی استخراج و در یک بازه زمانی وابسته به محاسبات زمینشناسی تولید میشودء
ما میتوانیم آن را در چند دقیقه تولید کنیم.
كر < گفتنی است «تران» برای انجام تحقیقات ابتدایی از گياهان دربایی که بهصورت طبیعی
در امتداد سواحل نروژ رشد میکنند استفاده کرده است. نتایج اين تحقیقات در یک
ژورنال آکادمیک منتشر شده است.
صفحه 4:
< «تران» برای گرم کردن رآکتورهای لوله کوارتز کوچک, از نوعی دوغاب که از
ای دریایی و آب ۳۸۰ درجه سانتیگراد و در دورههای بالاترٍ آب ۵۸۰ درجه
سانتیگراد استفاده میکند. لازم به ذکر است: اين تکنیک که از ن بهعنوان مایع
هیدروترمال یاد میشود, نوعی سوخت با خلوص ۷٩ درصد تولید میکند. این به آن
معناست که ۷۹٩ درصد جلبکها و گیاهان مورد استفاده در رآکتور به سوخت زیستی
تبدیل شده است. در آزمایش مشابهی که در انگلستان صورت گرفت نتیجه قابل
توجهى به دست نيامد و در نهايت تنها سوختی با طوص ۱٩ درصدی تولید شد. به گفته
«تران» رمز موفقيت آنها در سرعت حرارتدهى به رآكتور است.
صفحه 5:
صفحه 6:
* در مدت زمان طولانی به سوختهای زیستی برای تغییر سیک زندگی بشر به سوی یک سبک
زندگی پایدار و دوستدار محیط زیست به چشم یک راه ایدهآل نگریسته شده است. منطق این
دیدگاه ساده است: سوختهای فسیلی نظیر نفت و گاز از موادی ساخته شدهاند که سطح
كربن را افزايش مىدهند و هنكام سوختن نيز اين قبيل سوختها دوباره كرين توليد میکنند.
در همین راستا 1 گوارشی که در مورد میزان تولید و استفاده از انرژیهای سبز در جهان
برای آژانس بینالمللی انرژی منتشر شده, میزان سوختهای زیستی در سال ۲۰۱۳,
۳ میلیارد eS شده که این میزان تا سال ۲۰۱۸ به ۱۴۰ میلیارد لیتر آفزايش خواهد
یافت. شاید اين میزان بسیار زیاد به نظر برسد ولی بنابر اعلام آژانس بینالمللی انرئیی اين
میزان تا سال ۲۰۵۰ و به منظور کاهش دمای کره زمین باید به میزان ۲۲ برابر افزايش پیدا
کند.
در این بین مشکل عمده تامین متابع برای سنوختهای زیستی است. البته اين بسیار راحت
است که از ذرت یا چفندر قند اتانول تولید کرده و در پمپهای بنزین تزریق کنیم اما استفاده
از گیاهان خوراکی برای تولید سوخت با توجه به افزایش روزافزون جمعیت کره زمین كه
تخمینزده میشود به هشت میلیارد نفر برسد کار چندان عاقلانهای به نظر نمیرسد و خود
میتواند مشکلات بیشتری ایجاد کند.
صفحه 7:
* برای حل این مشکل و به منظور تولید سوخت زیستی, این سوخت هماکنون از طریق
پسماندهای کنناورژی و گیاهان و درختهایی که رشد سریعی دارند و همچنین گیاهان
دریایی نظیر جلبکها و ریز جلبکها تولید میشود.
با این همه, تمام این منابع در دسترس: برای تولید سوختهای: زیستن خصوصا آنهایی
که در زمین یافت میشوند نیز مشکلات خود را دارند. از جمله اين مشکلات میتوان
به امکان جایگزینی محضولات خوراکی با محصولات مورد استفاده برای تولید سوخت
زیستی اشاره کرد. اما جلیکها و ریز جلیکها منابع خوبی برای تولید سوختهای
زیستی به شمار میآیند چرا که در صورت بهرهبرداری از آنها دوباره رشد خواهند کرد.
صفحه 8:
صفحه 9:
۶ البته فراموش نکنیم که تبدیل این مواد اولیه به سوخت زیستی آنچنان هم بدون
دردسر لیست..برخی. از محققان ,یرای تسریع پا آسان نقدن فرایند تیدیل این مواد به
نسوعت زیستی از کابالزیت استناده که میکنید کهبه واسطه اضافه کردن ناد
شیمیایی موجب تسریع فرآیند تبدیل مواد اولیه به سوخت میشود. گران بودن
کاتالیست و نیاز آن به بازیابی از جمله موانع موجود بر سر راه اين فرآیند به شمار
فقآید.
پروفسور تران در این زمینه میگوید: نقطه قوت پروسهای که او طی کرده بسیار
ساده بوده و نیازی به کاتالیست ندارد بلکه با حرارتدهی سریع میتوان مواد اولیه را
به نوعی سوخت خام زیستی تبدیل کرد که محصول تولیدی از این طریق میتواند
AG lod ناخ و بعشوخت تبدیل نشنود. دز موزد چشمنداز برویة موفعیتآمیز.
«تران»: وی معتقد است که میتواتد همچنان نتایج بهدست آمده زا بهبود بخشد. او
هماکنون به دنبال شرکایی برای وارد کردن این پروژٍه به فاز صنعتی و منابع مالی لازم
برای ادامه تحقیقات خویش انبنت.
صفحه 10:
تجو ow bal ازج
با در نظر گرفتن مجموع دریاهای شمالی و جنوبی کشور, حدود ۳۰۰۰ کیلومتر مرز آبی در
کشور داریم که تشکیل دهنده آب های سرزمینی است.
بر اساس قوانین دریاها محدوده تا ۳۲۰ کیلومتری ساحل, آب های سرزمینی یک کشور را
تشکیل می دهد که مساخت قابل توچهی را شامل می شود. به این ترتیب تا نیفی از خلیج
فارس جزو آب های سرزمیتی ایران محسوب می شود و تنها آبراه های آژاد بين المللی است
که در اين منطقة وجود دارد آزاد اشت. با این حنناب باید ۴۲۰ کیلومتر بر عرصه. ساحلی
استان های ساحلی کشور افزوده شود. اما متاسفانه به رغم این که کشور ما به اين گنجینه
عظیم دسترسی دارد بجز برداشت صید و به طور کلی شیلات, نفت و گاز و مجموعه ای از
ظرفیت های محدود در این زمینه از دیگر ظرفیت های نهفته در منابع آبی ّن طور که باید
استفاده نمی شود.
اين در حالی است که در متابع آبی ذخایر ارزشمندی وجود دارد که مي توان در بسیاری از
زمینه ها از جمله تولید سوخت زیستی و دارو و همچنین صنایع غذایی از آنها بهره برداری کرد:
با توجه به اهمیت این موضوع در پارک علم و فناوری خلیح فارس سیاست هایی با هدف بهره
برداری از ظرفیت:های: آب های چتویی کشور تدوين شده است: بز اساس این سیاست ها:
دریاها با راهبرد جدیدی مورد توجه قرار می گیرد.
Sys سوخت زیستی از میکرو جلبک ها از جمله طرح جدیدی است که در حوزه خلیج فارس
راه انداژی و اجرایی شده است.
صفحه 11:
چه ویژگی ای در میکرو جلبک ها وجود دارد که موجب شد
برای تهیه سوخت زیستی سراغ این گروه از آبزیان
بروید؟
yo * حقیقت ریزجلیک ها کارخانه کوچکی هستند که با مصرف دی اکسیدکرین, قند و چربی تولید می کنند
و به این ترتیب می توان از آنها در زمینه های مختلف استفاده کرد. ریزجلبک ها یا همان میکرو جلیک ها
يا مصرف دی اکسید کرین, چربی یا سوخت زیستی تولید می کنند. انداژه این گروه از جلبک ها در حدود
۵ تا ۲۰ میکرون است. اما این موجود بسیار کوچک تنها با استفاده از نور خورشید و دی اکسید کرین می
تواند سوخت تولید کند. پراساس این طرح استخرهایی برای کشت میکروجلیک ها احداث می شود.
متوسط تولید برای هر هکتار ۲۴۰ تن توده زنده یا جلبک است. نصف این مقدار به طور مستقیم تبدیل
به سوخت زیستی می شود. به عبارت دیگر این جلبک ۵۰ درصد چرپی در خود ذخیره می کند که تبدیل
به بیودیزل یا سوخت زیستی می شود. ۵۰ درصد دیگر اين جلبک را ترکیبات سلولزی تشکیل می دهد که
مى توان از طریق فرایند تخمیری آن را به بیواتانول تبدیل کرد؛ یعنی از لين جلیک دو نوع سوخت تولید
می شود و هیچ ضایعاتی هم ندارد. حتی اگر سلولز هم به سوخت تبدیل نشود می توان با توجه به آين
که منبعی غنی از سلولز است با مقداری تغبیر, أن را به عنوان خوراک دام مورد استفاده قرار داد. در
حال حاضر اين طرح به عنوان یکی از طرح های کلان ملی مورد توجه قرار گرفته است. خانم دکتر
معظمی که چند سال است در زمینه غربالگری ریزجلیک های خلیج فارس مطالعه و تحقیق می کند,
مجرى اين طرح است. براى اين كار ۱۲۲ گونه از ریزجلیک ها در اندازه های میکرونی موجود در خلیح
فارس جداسازی شده و درباره آنها مطالعاتی انجام شده تا میزان ذخیره چربی در اين جلیک ها مورد
مقایسه و بررسی قرار گیرد.
صفحه 12:
LI در حال حاضر اين طرح اجرایی شده است؟
* این طرح در مرحله آزمایشی با نتایج موفقیت آمیزی همراه بوده است و در صورتی که
در مراحل بعدی نیز با موفقیت همراه باشد روند اجرایی آن بزودی انجام خواهد شد.
در حال حاضر این امکان وجود دارد که این طرح در خانه های روستایی این منطقه
اجرایی شود. فقط کافی است پساب خانه های روستایی جمع آوری شود. در اين
صورت کشت ریزجلبک ها به روشی ساده برای تامین سوخت مورد نیاز خانه ها امکان
پذیر است. به عبارت دیگر می توان این طرح را بومی سازی کرد. در مقیاس صنعتی
هم به تجهیزات پیشرفته ای نیاز نداریم.
یکی از مهم ترین شرایط لازم برای رشد میکروجلبک ها وجود نور خورشید است. در
چنوب کشور به طور متوسط ۲۸۰ روز آفتابی داریم که از شاخص های خوب برای
پرورش فیکروجلبک هاست: با توجه gal gar aS gal استحرها :در حدود ۳۰ سانعن
soe اسی.مي توان نها با روى:هم قرار دادن:دو gh آبرا در این ععق گهداری
كرد يك لانه بلاستيكى دن کف انفتخرها انداخته و لبترا به گرذش نز می آوریم.
تابزاین هیچ محدوديتن دن زمیته اجرایی شدن این طرح:وجود ندازد و پیش بیتن مي
شود در آینده ای نزدیک اجرایی شود.
صفحه 13:
>
در هر جایی که آفتاب کافی در اختیار داشته باشیم این
امکان وجود دارد که بتواننم از میکره جلیک ها سوخت
زیستی تولید کنیم؟
به شرط این که آب شور در دسترس باشد, این کار امکان پذیر است؛ یعنی یک شرط
مهم و اصلی برای کشت رپزجلبک ها نزدیکی به دریاهاست. ترجیحا بهتر است این
طرح در یک منطقة ضنعتی آجرایی شود تا دی اکسید کزین کافی دراختیار داشته
باشیم. در حال حاضر طرحی ارائه شده است که بر اساس آن اگزوز یا خروجی
نیروگاه ها سرد شده و مستقیم وارد این استخرها می شود. در اغلب مجتمع های
پالایشگاهی با مشکل افزایش گاز دی اکسید کربن مواجه هستیم. در اين صورت می
توان از لين كاز براى توليد سوخت زیستی از جلبک ها استفاده کرد و آنتشار اين گاز را
کاهش داد. کشور ما از نظر تولید دی اکسید كرين در سطح دنیا مقام نهم را دارد. به
ازای تولید هر تن دی اکسید کرین باید ۶۰ دلار جریمه پرداخت کنیم. در مقابل به ازای
حذف يا مصرف هر تن دی اکسید کرین ۲۰ دلار پاداش داده مى شود؛ یعنی اگر اين
طرح تثبیت شود می توانیم میزان تولید اين گاز سمی را کاهش دهیم و نه تنها مشمول
جریمه نشده, بلکه امتیاز بیشتری بگیریم.
صفحه 14:
sla Subs LI دیگر نیز از خواص مشابه ریزجلبک هایی که
در اين طرح مورد استفاده قرار گرفته, برخوردار است؟
* ما چندگونه جلبک داریم که توانایی ذخیره چربی بالایی دارند. اما سوخت زیستی که از
این جلبک ها تهیه می شود پر اثر سوختن, دی اکسید کربن تولید می کند. گونه ای از
جلبک های قهوه ای موسوم به دیاتومه حاوی ترکیبات سیلیسی است. در اين ترکیبات دی
اكسيد كرين به طور كامل حذف مى شود و مى توان جربى ذخيره شده در اين جلبك ها
به طور كامل استخراج كرد. البته ذخيره جربى در اين كروه از جلبى ها كمتر است و
4“ بتوان بر اساس روش هاى رايج در بيوتكنولوزى در اين جلبك ها تغييرات زنتيكى ايجاد
کرد که میزان ذخیره چربی آن بالاتر شود. اين كروه از جلبک ها را نیز می توان برای
تهیه سوخت زیستی مورد استفاده قرار داد. هر گروهی از جلبک ها می تواند به عنوان
منبعی برای تولید سوخت زیستی مورد استفاده قرار گیرد؛ اما بهترین منبع جلبکی است
که ذخیره چربی بالایی داشته باشد پا بهتر است از ریزجلبک ها باشد که در اين طرح
مورد استفاده قرارگرفته است. ۴۵ تا ۶۰ درصد ذخیره چربی در اين میکروجلبک ها قابل
استفاده است بنابراین در هر تن از این زیست توده ظرفیت تولید قابل ملاحظه است.
اما اگر در جلبک ها میزان ذخیره چرپی ۳ تا ۵ درصد باشد در اين صورت ارزش اقتصادی
ندارد.
صفحه 15:
اساسا برای تولید سوخت زیستی از این میکرو
جلبک ها جه مراحلی بايد طى شود؟
براى اين كار به آب دريا نياز داريم؛ بنابراين در اقدام اول بايد آَبٍ دريا را از طريق
کانال هاپی به استخرهایی که برای کشت میکرو جلبک ها در نظر گرفته شده, منتقل
شود. بهتر است آبی که از دریا به استخرها منتقل می شود عاری از باکتری ها و جلیک
sb دیگری باشد که مانع رشد ریزجلبک ها می شود؛ بنابراین معمولا پیش از انتقال آب
ol Ly» را از طریق تابش اشعه فرابنفش استرپلیزه می کنند یا آين که از فیلترهایی
برای تصفیه آب دریا استفاده می شود و سپس به استخرهایی که عمق آنها ۳۰ سانتی
متر است, منتقل می شود. در مرحله بعد استخرها اصطلاحا تلقیح می شود, یعنی به
ازای هر لیتر از آب دریا چهار سی سی جلبک به ن اضافه می شود. پس از آن مرحله
هوادهی است.
صفحه 16:
۶ تن نت جر این مرطهبعداری دى اكسيو گزیی ار بریگاه ها بد مرها عسعل
شود. اين کار نه تنها تولید اين گاز در نیروگاه ها را کاهش می دهد, بلکه به تسریع رشد
جلبک ها هم کمک می کند. اگر گاز دی اکسید کرین به استخرها تزریق نشود مرحله
تولید تا برداشت از یک هفته به دو هفته افزایش پیدا می کند. ۳۰ درصد هزینه تولید
سوخت زيستى.مربوط به مرحله برداشت اسث. در اين مرجله از غربالكرى هاى
عاضق.اشعادة فى شود يا بوجديه أبدا زم تسياز كوك مرك وجل ها ان مرها
پیچیدگی های خاصی همراه است. معمولا برای جداسازی از قشار یا فیلترهای خاص
استفاده می شود. گاهی نیز مواد شیمیایی به داخل استخرها تزریق شده که موجب
من شود:ریزجلیک ها ته تشین و جداشازی"شوند: اما اين مواد شیمیابی من تواند
پیامدهایی را برای محیط زیست به همراه داشته باشد. در فرآیند استخراج چربی از
جلبک هاء آنها را تحت فشار قرار می دهند تا قشرده شده و سپس آب آن را می گیرند
آب جدا شده از جلبک ها از طریق فرآیند سانتریفیوژ موقت, چربی گیری شده و چربی
مستقیم با ترکیبات آنتی اکسیدان مخلوط شده و در تهایت به سوخت زیستی تبدیل می
شود.
صفحه 17:
>
از این سوخت زیستی در چه زمینه هایی می
توان استفاده کرد؟
ستوجت زیسبی:وه دیست آمده أبن فازلمت رلدارد كدديه وان مب :توت حالكن:
مورد استفاده قرار كيرد. علاوه بر اين با توجه به ويزكى هاى خاص ميكرو جلبى ها اين
sir Silla) gids ual deals oh ja J) SUS ulema ss We als Peas
حتى مى توان به عنوان سوخت هواپیما هم از ن استفاده کرد. اگر در ترکیب 2۲۰ ۲۵
درصد بدون تغبیر.به گازوثیل افزوده شود: می نوان به:عنوان سوخت خودرو نز از این
موعت استفاده کرد: اما آگرپخواهیم بمعوان یک میم دائم از این سوعت انسساده
كنيم باید در موتور خودروها تغییراتی ایجاد شود؛ چراکه استفاده دائم از اين سوخت
زیستی, خوردگی را در موتور خودرو افزایش می دهد.
صفحه 18:
© پیش ی می تود تأكتون جروي» دل كويد از ريوطلق ها ییایند اش
تحقیق درباره این گروه از موجودات فرصت های جدیدی برای مطالعه درباره ویژگی ها
و قابلیت های آنها پیش روی محققان قرار می دهد. با ارائه طرح تحقیقاتی درباره یک
میکروجلبک شش تا هفت دانشجوی دوره دکتری و چند دانشجوی مقطع کارشناسی
ارشد فارغ التحصیل مي شوند و gal در حالی است که همان میکروجلبک قابلیت راه
اندازی یک کازخانه بزرگ را هم دارد.
از ریزجلبک ها علاوه بر تولید سوخت زیستی می توان در زمینه تولید داروهایی که تحت
عنوان اکسیر جوانی از آنها نام برده مى شود و همچنین تولید مکمل slo غذایی
استفاده کرد. افزایش سن موجب پیری سلول ها می شود. اگر سلول ها به طور دائم
از موادی که حاوی آنتی اکسیدان ها هستند تغذیه کنند, روند پیری سلول ها به تاخیر
می افتد.
صفحه 19:
بررسی های انجام شده نشان داده است اگر مواد آنتی اکسیدان در برنامه غذايي روزانه افراد مورد
توجه قرار گیرد. روند پیری ۱۵ تا ۲۰ سال به تاخیر می افتد. ریزجلیک ها حاوی آنتی اکسیدان زیادی
هستند و از اين رو استفاده از آنها در فرآیند تولید داروهای اکسیر جوانی مورد توجه قرار گرفته است.
یکی از مهم ترین آتتی اکسیدان هایی که در ریزجلبک ها یافت می شود رنگدانه بتاکاروتن است که در
هویج هم وجود دارد.
علاوه بر بتاکاروتن در این جلیک ها آنتی اکسیدان هایی نظیر آستاگزانتین و ترکیبات حاوی کلروقیل نیز
یافت می شود بنابراین می توان از آنها به عنوان یک آنتی اکسیدان در تهیه دارو یا مکمل غذایی استفاده
كرد.
ریزجلبک هایی که در پارک علم و فناوری خلیج فارس برای تهیه مکمل ها و داروها مورد بررسی و
مطالعه قرار گرفته اند, حاوی اسیدهای چرب امگا ۳ هستند.
گونه ای از آن در خلیج فارس شناسایی شده که ۲۰ درصد آن را 0۷۷۵ تشکیل می دهد. 0۱۵ نوعی
اسید چرب است که در رشد مغز جنین بسیار موثر است. اگر 0۲۱۸ کافی به جنین نرسد دچار آسیب
های مغزی می.شود.
به همین دلیل به مادران توصیه می شود حتما در دوران بارداری ماهی بخورند تا از نظر اين ماده
کمبودی در بدنشان وجود نداشته باشد. گونه ای جلیک هست که GL DHA دارد.
با استفاده از روش هایی می توان آن را از جلیک ها استخراج کرده و در تهیه داروهای مکمل غذایی
مورد استفاده قرار داد. بتابراین می توان گفت میکروجلبک ها گنجینه ارزشمندی هستند که می توان در
زمینه های مختلف از قابلیت های آنها استفاده کرد
صفحه 20: