[ad_1]

مرجان های 3 بعدی چاپ شده ، راکتورهای زیستی جدید برای افزایش تولید ریز جلبک ها برای سوخت های زیستی

ساختار پولیپ های مرجانی زیستگاهی ایده آل برای کلنی های Symbiodinium sp فراهم می کند. جلبک برای رشد اعتبار: دکتر Wangpraseurt

با استفاده از نور به عنوان منبع انرژی ، می توان از ریز جلبک های فتوسنتز برای تولید محصولاتی مانند سوخت های زیستی و مواد آرایشی استفاده کرد. اما جلبکهای رشد شده در راکتور نوری را که از آن تغذیه می کنند مسدود می کنند. طراحی های جدید راکتور می تواند این مشکل را برطرف کرده و به پیشرفت صنعت کمک کند.

جلبک های فتوسنتزی – جلبک های کوچکی که برای رشد از نور استفاده می کنند – جایگزینی برای سوخت های فسیلی سنتی هستند. مقدار کمی لیپید را که هر سلول تولید می کند ، می توان برای تولید سوخت زیستی برای صنعت حمل و نقل برداشت.

در حال حاضر دو پروژه اصلی برای پرورش جلبک ها وجود دارد: یا از طریق “حوضچه” مصنوعی خارجی یا از طریق “فتوبیوراکتور” بسته – معمولاً یک لوله یا کیسه شفاف.

هر دو مشکلات خود را دارند. اگرچه حوضچه باز می تواند برای تولید صنعتی به اندازه کافی بزرگ باشد ، اما کنترل دمای استخر مشکل است و آب به راحتی به باکتریهای ناخواسته آلوده می شود.

یک رابط کاربری نوری داخلی نیز این خطرات را کاهش می دهد ، اما تعداد کمی از پروژه ها می توانند برای تولید صنعتی استفاده شوند. در هر دو گونه ، ریز جلبک های فتوسنتز با رشد ، شروع به مسدود کردن نور می کنند.

دکتر Daniel Wangprasurt ، دانشمند دریایی از دانشگاه کمبریج انگلستان که در حال تحقیق درباره چگونگی بهترین کار است ، می گوید: “اغلب آنچه که شما دارید ، نور بیش از حد فرهنگ و نور بسیار کم است.” ریز جلبک رشد می کند.

تولید بیو سوخت مfficientثر با یافتن بهترین راه ممکن برای رشد ریز جلبک ها آغاز می شود. دکتر Wangpraseurt گفت: “آنچه ما می خواهیم انجام دهیم استفاده از سویه ای است که لیپیدهای زیادی تولید می کند و سپس می تواند به بیودیزل تبدیل شود.” هرچه سویه بتواند در یک راکتور زیستی بهتر رشد کند ، عملکرد سوخت زیستی نیز بالاتر است.

صخره های مرجانی

دکتر Wangpraseurt و پروژه BioMIC-FUEL وی از چگونگی رشد جلبک های کوچک در صخره های مرجانی گرمسیری الهام گرفته اند. او و تیمش با بازآفرینی ساختارهای مرجانی امیدوار بودند که بهترین شرایط را برای تولید سوخت های زیستی از نو بسازند.

مرجان های 3 بعدی چاپ شده ، راکتورهای زیستی جدید برای افزایش تولید ریز جلبک ها برای سوخت های زیستی

ساختار اسکلتی مرجان Stylophora pistillata (سمت چپ) در مواد چاپ شده سه بعدی (سمت راست) منعکس شده است. اعتبار: دکتر Wangpraseurt

همانطور که دکتر Wangpraseurt توضیح داد ، این مرجان ها ساختاری منحصر به فرد دارند که باعث می شود جلبک های فتوسنتز در محیطی با رقابت زیاد برای فضا و نور رشد کنند. به عنوان مثال ، اسکلت مرجان از کربنات کلسیم ساخته شده است ، که به مرجانها اجازه می دهد تا نور را به گونه ای پراکنده کنند که بتواند به ریزجلبک های متراکم روی آن برسد.

گام بعدی ایجاد تکنیک چاپ 3 بعدی بود که بتواند شکل مرجان ها از جمله ساختار شیمیایی منحصر به فرد پراکندگی نور آنها را تولید کند. این شامل کار با مهندسین زیستی با تجربه در “چاپ” سلول در مطالعه اندام های مصنوعی است.

محققانی که در مورد چگونگی بازآفرینی بافت کبد تحقیق کرده اند ، توانسته اند به تیم دکتر وانگ پراسرت در مورد چگونگی بازآفرینی ساختارهای ریز و جزئیات موجود در سطح مرجان ها ، مشاوره دهند. جوهر زیستی ، مملو از مواد مغذی و شیمیایی ، برای کمک به رشد ریز جلبک ها در ساختار بافتی سه بعدی طراحی شده است.

دکتر وانگ پراسرت گفت: “چیزهای مختلفی در این کوکتل وجود دارد که ما آنها را جوهر زیستی می نامیم – یکی از وقت گیرترین موارد تنظیم این جوهر زیستی برای بهره مندی از رشد جلبک ها بود.”

این به آنها اجازه می دهد ساختارهای مصنوعی ایجاد کنند که دارای مقاومت ، نرمی و خاصیت پراکندگی نور مانند مرجان های طبیعی است. دکتر Wangpraseurt و همکارانش پس از یافتن مخلوط مناسب ، توانستند ریز جلبکهایی را تا 100 برابر چگالتر از مرجانهای طبیعی پرورش دهند.

دکتر Wangpraseurt می گوید که او در تلاش است تا این فناوری را بهینه کند و آن را افزایش دهد تا مشاغل بتوانند از آن استفاده کنند.

سبک

در حال حاضر ، شرکت هایی که به دنبال یک راکتور بیولوژیکی داخلی هستند هنوز گزینه های کمی دارند – این فناوری هنوز با مشکلاتی مانند کنترل نور و مواد مغذی در راکتور و به حداقل رساندن خطر آلودگی روبرو است.

جاناتان جولان ، مدیرعامل Brevel ، یک شرکت کوچک مستقر در اسرائیل که در حال توسعه یک عامل عکاسی در مقیاس بزرگ است ، گفت: “شرکت ها سعی کرده اند این مشکل را در گذشته حل کنند و راه حل هایی ارائه دهند ، اما نه در مقیاس وسیع.”

مرجان های 3 بعدی چاپ شده ، راکتورهای زیستی جدید برای افزایش تولید ریز جلبک ها برای سوخت های زیستی

بیوراکتور بزرگ (چپ) و راکتورهای زیستی آزمایشگاهی کوچکتر (راست). اعتبار: جاناتان جولان ، برول

همانطور که جولان توضیح می دهد ، افزودن چراغ به راکتور باعث ایجاد طاقچه های اضافی برای رشد باکتریهای ناخواسته و آلودگی راکتور می شود. عناصر تمیز کننده اضافی را می توان در راکتور نصب کرد ، اگرچه این امر باعث ایجاد سایه در راکتور زیستی می شود و میزان نور ریز جلبک ها را کاهش می دهد.

در طراحی راکتور زیستی Brevel از روشهای ثبت اختراع و تمیز کردن برای روشنایی راکتور فوتو در داخل استفاده شده است ، در حالی که خطر عفونت باکتریایی کاهش می یابد. تکنیک های جدید روشنایی به این معنی است که نور راکتور بدون گرم کردن مخلوط باکتری می تواند هم کوچکتر باشد و هم روشن تر. تجزیه و تحلیل تصویر دیجیتال و نظارت آنلاین به این معنی است که فاکتور راکتور Brevel نیز اتوماتیک تر از سایر واکنشگرهای نوری موجود در صنعت است.

نتایج آنها در حال حاضر امیدوار کننده است. آنها موفق به کاهش 90 درصدی رشد جلبک های نوری شدند و عملکرد 200 برابر بیشتری از مدرن ترین واکنشگرهای نوری در فضای باز داشتند.

ماهی سالمون

راکتور زیستی کاربردهای خارج از سوخت های زیستی دارد. ماهی قزل آلا پرورشی ماهی رنگ صورتی در طبیعت ندارد. برای جبران خسارت ، کشاورزان ماهی قزل آلا یک رنگدانه مصنوعی به نام آستاگزانتین برای تغذیه اضافه می کنند که به گوشت ماهی آزاد پرورشی رنگ صورتی می بخشد.

همانطور که جولان توضیح می دهد ، این رنگدانه مصنوعی از مواد پتروشیمی ساخته شده است که به گفته محققان ، مصرف مستقیم آنها توسط انسان مجاز نیست ، اگرچه برای ماهی های پرورشی بی خطر است. این رنگدانه 10٪ قیمت نهایی ماهی قزل آلا را نشان می دهد.

بیوراکتور بزرگ Brevel می تواند همان رنگدانه را با همان قیمت از لحاظ آلی و با همان قیمت نسخه مصنوعی تهیه کند. همچنین ثابت شده است که رنگدانه ساخته شده از طریق ارگانیک برای تغذیه مستقیم بی خطر است و به طور طبیعی محتوای آنتی اکسیدان بیشتری دارد. جولان افزود ، قیمت آن به مرور زمان کاهش می یابد. این شرکت همچنین تولید محصولاتی را برای صنایع غذایی و آرایشی در نظر گرفته است.

سال آینده ، جولان امیدوار است که اولین کارخانه photobioreactor را ایجاد کند و مهندسان بیشتری استخدام کند. او معتقد است که ریز جلبک نیز منطقی به نظر یک کسب و کار پایدار است.

وی گفت: در واقع ، ما می توانیم از محصولات با ارزش بالا (تغذیه و مواد آرایشی) بهره مند شویم و با زیست توده که حاوی پروتئین و لیپید است ، بمانیم. “آنها می توانند برای بازار پروتئین باشند یا تولید سوخت زیستی از آنها امکان پذیر است.”


مرجان های چاپ شده 3 بعدی می توانند انرژی زیستی را بهبود بخشیده و به صخره های مرجانی کمک کنند


تهیه شده توسط Horizon: مجله تحقیقات و نوآوری اتحادیه اروپا

نقل قول: مرجان های چاپ شده 3 بعدی ، راکتورهای زیستی جدید برای تحریک تولید ریز جلبک ها برای سوخت های زیستی (2020 ، 23 نوامبر) ، استخراج شده در 23 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-d- مرجان ها-راکتورهای زیستی-تقویت-ریز جلبک ها. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir

ایندکسر