إمكانية استخدام المخلفات الزراعية كوقود حيوي
استخدام المخلفات الزراعية كوقود حيوي
بفضل الأبحاث الجديدة من جامعة إيست أنجليا (UEA) يِمكن أن تكون السيارات التي تعمل بالقش موجودة في المستقبل. وأصبح من الممكن استخدام المخلفات الزراعية كوقود حيوي وهذا ماحددته دراسة جديدة أن خمسة سلالات من الخميرة قادرة على تحويل المنتجات الزراعية الثانوية، مثل القش ونشارة الخشب وأكواز الذرة، إلى إيثانول حيوي bioethanol كما يعرف بالوقود الحيوي القائم على الكحول. وتشير التقديرات إلى أنه يمكن إنتاج أكثر من 400 مليار لتر من الإيثانول الحيوي كل عام من مخلفات المحاصيل. ويقول فريق البحث إن النتائج التي توصلوا إليها يمكن أن تساعد في إنتاج وقود حيوي أكثر ملاءمة للبيئة وأخلاقيًا عن المصادر الأخرى لأنه يستخدم مخلفات المنتجات. إن عملية إنتاج الإيثانول الحيوي من القش والمنتجات الثانوية الأخرى لهو عملية معقدة وغير فعالة في الوقت الحالي. وذلك لأن درجات الحرارة العالية والظروف الحامضية ضرورية لإنتاج الجلوكوز. لكن تسبب هذه المعالجة في تحلل المخلفات إلى مركبات سامة على الخميرة (فروفرورال وهيدروكسي ميثيل فورفورال) (furfural and hydroxymethylfurfural) والتي تجعل عملية التخمر صعبة.
إحدى الطرق لتجنب هذه المشكلة هي باستخدام خميرة معدلة وراثيًا، ولكن هذا البحث الجديد وجد خمسة سلالات خميرة طبيعية يمكن استخدامها بنجاح في عملية التخمر. وقال رئيس الباحثين الدكتور توم كلارك من كلية العلوم البيولوجية في جامعة UEA "إن الاحتياطات النفطية المنخفضة والحاجة لتطوير وقود للسيارات مع بصمة كربون صغيرة أدت إلى ثورة في أبحاث الوقود المستدام.
يعتبر الإيثانول الحيوي وقود حيوي جذاب في صناعة السيارات حيث يمتزج جيدًا بالبنزين ويمكن استخدامه في خلطات بتركيزات قليلة في السيارات بدون تعديل. في البرازيل، كانت العربات التي تعمل بالإيثانول الحيوي النقي متواجدة على الطرقات من عام 1979. كان كسر المخلفات الزراعية صعبًا في السابق لأن العديد من سلالات الخميرة اللازمة للتخمر تم تثبيطها بمركبات في القش وأدى تأثيرهم السام إلى انخفاض في إنتاج الإيثانول". وأضاف دكتور كلارك "إنه قام فريق البحث بالتحري في أكثر من 70 سلالة من الخميرة لإيجاد أكثرها قدرة على التحمل. وتم إيجاد خمسة سلالات مقاومة لمركبات الفورفورال السامة، والتي أنتجت أعلى إنتاج للإيثانول. من السلالات المتحملة للفورفورال الخمسة أظهرت S. cerevisiae NCYC 3451 أكبر مقاومة للفورفوال. السلالة الجينية لهذه السلالة يربطها بالخميرة المستخدمة في إنتاج نبيذ ساكي الأرز الياباني. هذه السلالات تمثل مرشح جديد لمزيد من البحث والتطوير واستخدامها في إنتاج الإيثانول".
وقد تم إجراء هذا البحث بالتعاون مع معهد بحوث الأغذية (IFR) والمجموعة الوطنية لزراعة الخميرة، والتي تتمركز في IFR.
وقد تم تمويله من قبل مجلس بحوث التكنولوجيا الحيوية والعلوم البيولوجية (BB SRC) وإدارة البيئة والغذاء والشؤون الريفية (ديفرا). وقد تم "نشر السلالات المقاومة لفورفورال من خميرة السكاروميزيس وخميرة السكاروموميس(Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces paradoxus) من مجموعة من العازلات البيئية والصناعية" منشور في مجلة Biotechnology for Biofuels.
بفضل الأبحاث الجديدة من جامعة إيست أنجليا (UEA) يِمكن أن تكون السيارات التي تعمل بالقش موجودة في المستقبل. وأصبح من الممكن استخدام المخلفات الزراعية كوقود حيوي وهذا ماحددته دراسة جديدة أن خمسة سلالات من الخميرة قادرة على تحويل المنتجات الزراعية الثانوية، مثل القش ونشارة الخشب وأكواز الذرة، إلى إيثانول حيوي bioethanol كما يعرف بالوقود الحيوي القائم على الكحول. وتشير التقديرات إلى أنه يمكن إنتاج أكثر من 400 مليار لتر من الإيثانول الحيوي كل عام من مخلفات المحاصيل. ويقول فريق البحث إن النتائج التي توصلوا إليها يمكن أن تساعد في إنتاج وقود حيوي أكثر ملاءمة للبيئة وأخلاقيًا عن المصادر الأخرى لأنه يستخدم مخلفات المنتجات. إن عملية إنتاج الإيثانول الحيوي من القش والمنتجات الثانوية الأخرى لهو عملية معقدة وغير فعالة في الوقت الحالي. وذلك لأن درجات الحرارة العالية والظروف الحامضية ضرورية لإنتاج الجلوكوز. لكن تسبب هذه المعالجة في تحلل المخلفات إلى مركبات سامة على الخميرة (فروفرورال وهيدروكسي ميثيل فورفورال) (furfural and hydroxymethylfurfural) والتي تجعل عملية التخمر صعبة.
إحدى الطرق لتجنب هذه المشكلة هي باستخدام خميرة معدلة وراثيًا، ولكن هذا البحث الجديد وجد خمسة سلالات خميرة طبيعية يمكن استخدامها بنجاح في عملية التخمر. وقال رئيس الباحثين الدكتور توم كلارك من كلية العلوم البيولوجية في جامعة UEA "إن الاحتياطات النفطية المنخفضة والحاجة لتطوير وقود للسيارات مع بصمة كربون صغيرة أدت إلى ثورة في أبحاث الوقود المستدام.
يعتبر الإيثانول الحيوي وقود حيوي جذاب في صناعة السيارات حيث يمتزج جيدًا بالبنزين ويمكن استخدامه في خلطات بتركيزات قليلة في السيارات بدون تعديل. في البرازيل، كانت العربات التي تعمل بالإيثانول الحيوي النقي متواجدة على الطرقات من عام 1979. كان كسر المخلفات الزراعية صعبًا في السابق لأن العديد من سلالات الخميرة اللازمة للتخمر تم تثبيطها بمركبات في القش وأدى تأثيرهم السام إلى انخفاض في إنتاج الإيثانول". وأضاف دكتور كلارك "إنه قام فريق البحث بالتحري في أكثر من 70 سلالة من الخميرة لإيجاد أكثرها قدرة على التحمل. وتم إيجاد خمسة سلالات مقاومة لمركبات الفورفورال السامة، والتي أنتجت أعلى إنتاج للإيثانول. من السلالات المتحملة للفورفورال الخمسة أظهرت S. cerevisiae NCYC 3451 أكبر مقاومة للفورفوال. السلالة الجينية لهذه السلالة يربطها بالخميرة المستخدمة في إنتاج نبيذ ساكي الأرز الياباني. هذه السلالات تمثل مرشح جديد لمزيد من البحث والتطوير واستخدامها في إنتاج الإيثانول".
وقد تم إجراء هذا البحث بالتعاون مع معهد بحوث الأغذية (IFR) والمجموعة الوطنية لزراعة الخميرة، والتي تتمركز في IFR.
وقد تم تمويله من قبل مجلس بحوث التكنولوجيا الحيوية والعلوم البيولوجية (BB SRC) وإدارة البيئة والغذاء والشؤون الريفية (ديفرا). وقد تم "نشر السلالات المقاومة لفورفورال من خميرة السكاروميزيس وخميرة السكاروموميس(Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces paradoxus) من مجموعة من العازلات البيئية والصناعية" منشور في مجلة Biotechnology for Biofuels.
الرابط مصدر المقال
