به گزارش ایراسین، از آن جهت که زیست‌توده طبیعی در دسترس محدود است، برای استفاده پایدار به‌عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، تولید آن به‌صورت مصنوعی ضروری است. از این منظر، تولید زیست‌توده با استفاده از ریزجلبک‌ها در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در مقایسه با گیاهان، ریزجلبک‌ها دارای ویژگی‌های مناسبی برای تولید زیست‌توده هستند که یکی از آن‌ها سرعت رشد بالا است. سرعت رشد ریزجلبک‌ها تا حد زیادی به گونه‌ و سویه آن بستگی دارد؛ به‌طوری‌که ریزجلبک‌های با سرعت رشد بالا، مقدار زیست‌توده را در عرض چند ساعت دو برابر می‌کنند. علاوه بر این، ازآنجاکه برای کشت آن‌ها به خاک نیاز نیست، یکی از مزایای ریزجلبک‌ها این است که کمتر در معرض تضاد با زمین‌های کشاورزی موجود قرار می‌گیرند.

از طرف دیگر کربن موجود در زیست‌توده از CO۲ موجود در جو مشتق شده است که توسط فتوسنتز گیاهان یا جلبک‌ها تثبیت می‌شود. با در نظر گرفتن فرایند تولید زیست‌توده تا مصرف به‌عنوان یک کل، این منبع انرژی، کربن خنثی در نظر گرفته می‌شود، زیرا غلظت CO۲ در جو تغییر نمی‌کند.

همچنین بیش از ۵۰ درصد وزنی زیست‌توده برخی میکروجلبک‌ها روغن است که این میزان حتی از درصد روغن موجود در گیاه پالم نیز بیشتر است؛ بنابراین از آن‌ها به‌عنوان منابع پایدار جهت تولید سوخت‌های زیستی ازجمله بیودیزل یاد می‌شود.

تولید میکرو جلبک از ضایعات کارخانه فولاد

شرکت نیپون‌استیل (Nippon Steel) در حال توسعه فناوری‌های مختلفی برای کاهش انتشار CO۲ است که شامل تحقیق در مورد تولید زیست‌توده با استفاده از میکروجلبک‌ها نیز می‌شود. در جدولی که در ادامه آمده است، برخی از آلاینده‌ها و ضایعات کارخانه فولاد و پتانسیل استفاده از آن‌ها در کشت میکروجلبک ها آورده شده است.

اگر تولید میکروجلبک در یک کارخانه فولاد عملیاتی شود، چنین فرایندی می‌تواند یک فناوری کاهش گاز CO۲ مؤثر باشد.

انتخاب سویه میکروجلبک

نتایج مشاهدات میکروسکوپ نوری سویه NS۰۰۱C را یکی از سویه‌های مناسب برای کشت و رشد میکروجلبک شناسایی کرده است. سویه NS۰۰۱C یک جلبک تک‌سلولی بیضی‌شکل سبز با قطر سلولی تقریباً ۳ تا ۸ میکرومتر است. در نتیجه تجزیه‌وتحلیل توالی ژنتیکی، پیشنهاد شده 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 میلی‌گرم در لیتر باشد بیشتر است و با افزایش غلظت آمونیاک به‌تدریج کاهش می‌یابد. ازآنجاکه رشد در غلظت بسیار زیادی از آمونیاک نیز مشاهده می‌شود، سویه NS۰۰۱C دارای تحمل کافی آمونیاک برای کاربرد در فاضلاب کک‌سازی است. علاوه بر این، مشخص شد که دارای تحمل نمک نیز هسست که رشد را هم در آب شیرین و هم در آب دریا امکان‌پذیر می‌کند. بر اساس این یافته‌ها، سویه NS۰۰۱C به‌عنوان یک‌سویه مناسب در نظر گرفته شده است.

در شکل ۱ جلبک‌ها روی بسترهای متخلخل در فاز گازی کشت داده می‌شوند. سپس نور از طریق فاز گازی به جلبک‌ها می‌رسد، درحالی‌که آب و مواد مغذی از بسترهای پرشده با محیط کشت تأمین می‌شود. جلبک‌ها می‌توانند CO۲ را از فاز گاز بگیرند و O۲ را به داخل آن تخلیه کنند.

بنابراین در سال‌های اخیر تولید زیست‌توده میکروجلبکی به‌عنوان یک فناوری برای کاهش انتشار CO۲ توجه‌ها را به خود جلب کرده است. یک میکروجلبک تک‌سلولی (سویه NS۰۰۱C) جداشده از تجهیزات تصفیه فاضلاب در کارخانه فولاد، نرخ رشد بالایی با تحمل آمونیاک زیاد را نشان داده است. در آزمایش‌هایی که در آن، سویه NS۰۰۱C به کشت بستر سطحی در مقیاس کوچک اعمال شد، حداکثر بهره‌وری زیست‌توده ۱۵.۴ گرم بر مترمربع در روز بود. با استفاده مؤثر از نور خورشید در سیستم، بهره‌وری زیست‌توده را ۲۰ تا ۳۰ گرم در مترمربع در روز می‌توان تحقق بخشید. کشت بستر سطحی یک تکنیک امیدوارکننده برای دست‌یابی به تولید زیست‌توده بالا در مقیاس بزرگ ریزجلبک‌هاست و باید توسعه یک بیوراکتور در مقیاس بزرگ را مورد مطالعه قرار داد.