کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

صفحه اصلی / هفتمین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

تولید بیواتانول نسل سوم از جلبک‌ها: چالش‌ها و راهکارهای پیش‌تصفیه و هیدرولیز

نویسندگان :

میلاد مقدم¹ کیوان شایسته² میلاد محمدنیا³

1- دانشگاه محقق اردبیلی 2- دانشگاه محقق اردبیلی 3- دانشگاه محقق اردبیلی

کلمات کلیدی :

بیواتانول،ریزجلبک‌ها،ماکروجلبک‌ها،پیش‌تصفیه،سوخت‌های زیستی،محیط زیست

چکیده :

با توجه به کاهش منابع سوخت‌های فسیلی و افزایش آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از مصرف آن‌ها، یافتن جایگزین‌های مناسب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. سوخت‌های زیستی به ویژه بیواتانول، به عنوان جایگزینی امیدوارکننده برای بنزین در بخش حمل‌ونقل مورد توجه قرار گرفته‌اند. بیواتانول نسل سوم که از زیست‌توده جلبکی (ریزجلبک‌ها و ماکروجلبک‌ها) تولید می‌شود، مزایای قابل توجهی از جمله رشد سریع، راندمان فتوسنتزی بالا (۶ تا ۸ درصد)، عدم رقابت با منابع غذایی و قابلیت جذب دی‌اکسید کربن دارد. در این مقاله مروری، فرایند تولید بیواتانول از جلبک‌ها شامل مراحل کلیدی پیش‌تصفیه (فیزیکی، شیمیایی و آنزیمی)، هیدرولیز، تخمیر و تقطیر بررسی شده است. پیش‌تصفیه به عنوان حیاتی‌ترین و پرهزینه‌ترین مرحله شناخته می‌شود. نتایج مطالعات مختلف نشان می‌دهد که پیش‌تصفیه فیزیکی (مانند انفجار بخار) می‌تواند بازده گلوکز را تا ۹۰.۷ درصد افزایش دهد. پیش‌تصفیه شیمیایی (اسیدی و قلیایی) هرچند سریع و ارزان است، ممکن است ترکیبات بازدارنده تولید کند. در مقابل، هیدرولیز آنزیمی به عنوان فرایندی دوستدار محیط زیست، قادر به دستیابی به بازده گلوکز تا ۹۹.۸ درصد بدون تولید محصولات جانبی بازدارنده می‌باشد. انتخاب آنزیم مناسب با توجه به ساختار دیواره سلولی جلبک‌های مختلف (سبز، قرمز و قهوه‌ای) اهمیت بالایی دارد. بازده اتانول به دست آمده از جلبک‌ها بسته به نوع گونه و شرایط فرایند، از ۱۲ تا ۱۱۲۸ لیتر بر تن متغیر است که نشان‌دهنده پتانسیل بالای این منبع انرژی پایدار می‌باشد.