تبدیل زباله های ریزجلبک به محصولات زیستی توسط محققان UCSD

محققان UC San Diego که پیش از این موفق به ساخت تخته مخصوص اسکی روی آب و دمپایی‌های لاانگشتی از جلبک شده بودند، در حال تحکیم پایه‌های فناوری زیستی خود هستند و برای این منظور آن‌ها اقدام به تولید پارچه‌های روکش‌دار، چرم patent، چسب، طعم‌دهنده و نیز تولید عطر نموده‌اند.

جدیدترین تحقیق انجام‌شده توسط Stephen Mayfield ، Michael Burkart و Robert pomeroy در ژورنال شیمی سبز انجمن شیمی انگلستان، حاکی از تلاش‌های این گروه برای ایجاد روش‌هایی برای تولید پلیول‌های مبتنی بر جلبک است. پلیول‌ها واحدهای مونومر پلیمرهای پلی‌اورتان هستند که می‌توانند برای ساخت فوم‌های پلی‌اورتان از روغن‌های بدست‌آمده از زباله‌های زیستی جلبک مورد استفاده قرار بگیرند.

اکثر تحقیقات، جلبک‌ها را یکی از شاخص‌ترین منابع تجدیدپذیر برای جایگزینی سوخت‌های فسیلی و مقابله‌کننده با گرم‌شدن کره زمین بدون اثر در زنجیره تأمین مواد غذایی می‌دانند. بر خلاف روغن‌های گیاهی، روغن جلبک حاوی آلاینده‌های آلی کم -مانند رنگدانه‌های فتوسنتزی و سایر سازندگانی- است که استفاده از آن‌ها را پیچیده می‌کند.

این گروه تحقیقاتی برای این منظور از ریزجلبک Nannochloropsis salina استفاده کرده است. این منبع به‌عنوان منشأ مشترک اسیدهای چرب امگا-3 به‌عنوان مکمل غذایی فروخته می‌شود. روغن‌های باقی‌مانده، معمولاً بیش از 70 درصد یا دور ریخته می‌شوند یا سوزانده می‌شوند. محققان در این تحقیق در صدد آن برآمده‌اند که استفاده بهینه‌ای از این روغن‌ها داشته باشند. محققان فرایندی برای خالص‌سازی و تبدیل این منبع زباله به آزلاییک اسید ایجاد کردند. آن‌ها همچنین هپتانوئیک اسید حاصل از محصول را به عطر و رایحه غذایی تبدیل کردند.

در این پژوهش نشان داده شد که می‌شود از زباله‌های مبتنی بر ریزجلبک‌ها برای تولید فوم‌ (کفی) های پلی‌اورتان با ارزش و تجدیدپذیر استفاده شد. این کفی‌ها در موراد مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ از جمله دمپایی لاانگشتی، کفی کفش، تولید تخت و همچنین تشک یوگا! علاوه بر این، شایان ذکر است که یک مولکول طعم‌دهنده هم تولید شده است که ارزش آن 500 دلار به‌ازای هر کیلوگرم است.

در گام ابتدایی، تیم تحقیقاتی که شامل دانشمندان بخش علوم فیزیکی، علوم زیستی و نیز مرکز بیوتکنولوژی جلبک در UC San Diego بودند، ابتدا یک مسیر مقیاس‌پذیر و اقتصادی برای بهینه‌سازی خلوص یافتند. در حقیقت آن‌ها از فرایندی استفاده کردند که توسط آن روغن با سدیم یا هیدروکسید پتاسیم با هدف تولید گلیسرول و نمک اسید چرب یا صابون، واکنش داده می‌شود.

دکتر Mayfield خاطرنشان ساخت: “تیم ما چندین آلوده‌کننده در روغن دورریز شناسایی کرد.” بر خلاف گیاهان، که عمدتاً تری‌گلیسیریدها یا روغن گیاهی را در دانه‌های خود ذخیره می‌کنند، ریزجلبک‌ها حاوی انواع مختلفی از متابولیسم هستند که در آب نامحلول می‌باشند، اما هنگام استخراج در روغن جلبک‌ها آزادانه حل می‌شوند. حضور این رنگدانه‌ها بازده واکنش جانبی را تحت سیطره خود در می‌آورد، بنابراین حذف آن‌ها فرایندی اساسی در تولید مواد شیمیایی تجدیدپذیر از روغن جلبک است.

بنابر گفته دانشمندان، این فرایند می‌تواند روی روغن‌هایی از گونه‌های مختلف جلبک انجام شود؛ تا بتوانند مونومرهایی ارزشمند -مولکول‌هایی که در واکنشی زنجیره‌ای برای تشکیل پلیمرها شرکت می‌کنند- به‌عنوان منبع پایدار برای تولید پلاستیک‌های زیستی استفاده شوند. دکتر Burkart گفت: “این مطالعه نشان داد که زباله‌های ناشی از جلبک دارای پتانسیل عملی و اقتصادی برای حمایت از تولید مواد پلی‌اورتان هستند. ما در حال حاضر با شرکت‌های بزرگ کفش همکاری می‌کنیم تا این مواد را به محصولات تجاری تبدیل کنیم.”