تولید بیواتانول از جلبک یکی از ایده های جدیدی است که برای مقابله با بر برخی مشکلات موجود در رابطه با مواد اولیه نسل اول و دوم مورد استفاده در تولید بیواتانول ارائه شده است.
میزان بیواتانول تولیدی از منابع مختلف
با استفاده از یک تن نیشکر می توان ۲۵ گالن بیواتانول تولید کرد. با همین مقدار سورگوم ۲۰ گالن اتانول زیستی تولید می شود. این نشانگر آن است که در مقابل مصرف مقدار زیادی مواد غذایی میزان کمی بیواتانول تولید می شود.
مقدار گازهای گلخانه ای تولید شده از بیواتانول
از طرف دیگر مطالعات نشان داده است که تولید گازهای گلخانه ای در فرآیندهای تولید بیواتانول از مواد اولیه شناخته شده بیشتر از سوختن سوخت های فسیلی است.
مواد اولیه لیگنوسلولزی در تولید بیواتانول
استفاده از مواد اولیه لیگنوسلولزی می تواند برای حل این مشکلات مفید باشد. این مواد برای تولید به زمین کمتری نیاز دارند و جزء مواد غذایی نیز تقسیم بندی نمی شوند. با این وجود فرآوری مواد لیگنوسلولزی نیز با مشکلات زیادی برای خالص سازی و مراحل آماده سازی همراه است.
جلبک ها به عنوان نسل سوم مواد اولیه تولید بیواتانول
جلبک ها نسل سوم مواد اولیه برای تولید بیواتانول به شمار می روند. محتوای لیپید زیاد این گیاهان باعث شده است تا اغلب از آن برای تولید بیودیزل استفاده شود.
به دلیل ساختار سلولزی و وجود مقدار زیادی کربوهیدرات در داخل جلبک استفاده از آن برای تولید بیواتانول منطقی به نظر می رسد.
امتیازات جلبک ها
برای فراوری جلبک نیازی به استفاده از زمین های کشاورزی نیست و در تولید این محصول نیز از کود استفاده نمی شود.
به ازای هر هکتار زمینی که برای تولید جلبک استفاده می شود می توان ۴۶ هزار تا ۱۴۰ هزار لیتر بیواتانول تولید کرد. این در حالی است که از یک مزرعه یک هکتاری ذرت هزار تا هزار و چهارصد لیتر بیواتانول تولید می شود. از همین مقدار زمین نیشکر ۵۰۰۰ تا ۶۰۰۰ لیتر بیواتانول قابل استخراج است.
انواع جلبک
جلبک ها به دو گروه ریز جلبک و درشت جلبک طبقه بندی می شوند. ریز جلبک ها می توانند در مدت کوتاهی مقدار زیادی چربی (لیپید)، پروتئین و کربوهیدرات تولید کنند و به همین دلیل منبع خوبی برای تولید بیودیزل، بیواتانول، بیوگاز، بیوبوتانول و ... به شمار می روند.
کاربرد جلبک در تولید بیودیزل
با توجه به نوع کشت می توان درصد لیپید، پروتئین و کربوهیدرات تولیدی ریز جلبک ها را تغییر داد. ریز جلبک ها به دلیل داشتن چربی زیاد مورد توجه تولید کنندگان سوخت های زیستی قرار گرفته اند. نسبت چربی میکرو جلبک ها از ۱ تا ۷۰ درصد متغیر است، این نسبت در برخی شرایط خاص کشت می تواند به ۹۰ درصد نیز برسد.
کاربرد ماکروجلبک در تولید بیواتانول
در مقابل ماکرو جلبک ها قابلیت بیشتری برای تولید انواع کربوهیدرات دارند و برای تولید بیواتانول مناسب هستند. جلبک ها را می توان با فرایندهای هیدرولیز برای تولید اتانول آماده کرد.
سلول های موجود در آب جلبک ها برای عملکرد خود نیاز به همی سلولز و لیگنین ندارند و به همین دلیل تولید اتانول از آنها ساده تر است.
از میکرو جلبک هایی که مقدار بیشتری نشاسته دارند مانند کلرلا و دونالیلا نیز می توان برای تولید بیواتانول استفاده کرد.
تولید اتانول از جلبک ها با تخمیر پلی ساکاریدهای ساختاری آن شامل نشاسته، گلوکز و سلولز قابل انجام است. برای میکرو جلبک ها درصد کربوهیدرات نیز در کشت های خاص می تواند به ۷۰ درصد برسد.
میزان کروبوهیدارت موجود در ساختار جلبک ها
مقدار کربوهیدرات در جلبک های سبز ۲۵ تا ۵۰ درصد، در جلبک های قرمز ۳۰ تا ۶۰ درصد و جلبک های قهوه ای ۳۰ تا ۵۰ درصد گزارش شده است. برای جلبک هایی که چربی بالایی دارند می توان پس از استخراج روغن، از پسماند آن برای تولید بیواتانول بهره برد.
محتوای کربوهیدرات گونه های مختلف جلبک را می توانید در جدول زیر مشاهده کنید:
منبع:
https://www.intechopen.com/books/biofuels-status-and-perspective/an-overview-of-bioethanol-production-from-algae
نویسنده: سعید گلمحمدی
کارشناس انرژی های تجدید پذیر
کارشناس تولید محتوا
تماس در تلگرام @saeed431
