ریز جلبک: یک منبع بالقوه از بیودیزل
چکیده
توسعه اقتصادی جهان به شدت به منابع سوخت های فسیلی وابسته است که نه تنها دسترسی به آن ها محدود بوده، بلکه آلودگی های زیادی را تولید می کنند. با نگاهی به سوخت های فسیلی محدود همراه با مشکلات، تلاش-های هماهنگ شده ای برای جستجو برای سوخت های زیستی جایگزین مانند اتانول زیستی و بیودیزل آغاز شده است. از آنجا که دیزل در سطح انبوه در بخش های تجاری، صنعتی، کشاورزی و سایر بخش ها استفاده می شود، بنابراین، تولید و استفاده از بیودیزل از محصولات زراعی روغنی در سال های اخیر در هند برای غلبه بر معایب روغن دانه ی محصولات روغنی مورد توجه قرار گرفته است. تولید بیودیزل از ریز جلبک ها، به دلیل بیومس بیشتر و تولیدات روغنی و نیاز به زمین های غیر قابل کشت برای رشد مزایای متعددی نسبت به منابع بالا دارد. فاضلاب-های صنعتی و شهری می تواند به طور بالقوه برای کشت ریزجلبک های روغنی مورد استفاده قرار گیرند که می توان از این ریزجلبک ها برای تولید سوخت زیستی جایگزین سوخت نفتی استفاده کرد. گزارش شده است که بیومس ریز جلبک ها قادر به تولید مقادیر بالای روغن و تولید دیزل است. بر این اساس، پژوهش های R & D زیادی برای رشد، برداشت، استخراج روغن و تبدیل آن به بیودیزل آغاز شده است.
1. مقدمه
با توجه به دسترسی محدود و مشکلات زیست محیطی مربوط به استفاده از سوخت های فسیلی، سوخت های زیستی مبتنی بر انرژی های تجدید پذیر یعنی بیودیزل ها و اتانول زیستی به ترتیب به عنوان سوخت جایگزین دیزل و بنزین در آینده هستند. تولید سوخت الکل مبتنی بر قند امکان پذیر نیست مگر اینکه روش هایی برای تبدیل بیومس وابسته به سلولز به اتانول توسعه یافته و هیچ رقابتی با مواد غذایی نداشته باشد. بیودیزل از روغن-های خوراکی نیز به دلیل رقابت سنگین با گیاهان دانه دار، به عنوان یک گزینه پایدار نیست و بر این اساس، روغن های غیر خوراکی مانند روغن Jatropha، Pongamia، Neam و غیره برای تولید بیودیزل در هند در اولویت هستند. کشت Jatropha curcas در مقیاس بزرگ در این کشور انجام شده و امید به دسترس پایدار به روغن برای تبدیل به سوخت زیستی در حال افزایش است. به غیر از این منابع روغنی غیرخوراکی، ریز جلبک ها نیز به عنوان منبع آینده بیودیزل مورد توجه قرار گرفته اند، زیرا بسیار غنی از روغن بوده و می توانند با استفاده از تکنولوژی های موجود به بیودیزل تبدیل شوند. ریزجلبک ها پروکاریوتی (به عنوان مثال سیانو باکتری ، Cyanophyceae) یا یوکاریوتی (به عنوان مثال، جلبک سبز) و دیاتوم ها (شاخه Bacillariophyta) هستند که سرعت رشد آن ها بالاست و به دلیل ساختار تک سلولی یا چند سلولی، در شرایط سخت نیز زندگی می کنند [1،2]. در یک مطالعه تخمین زده شده است که بیش از 50000 گونه ریزجلبک وجود دارد، اما تنها 30000 مورد تاکنون مورد مطالعه و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است [3]. بیودیزل مبتنی بر ریزجلبک، در صورت رشد صحیح، پتانسیل جایگزین شدن به جای دیزل بدون رقابت با غذا و سایر محصولات کشاورزی را دارد. گزارش شده است که محصول روغن برخی از ریز جلبک ها تا 80 درصد (بر اساس وزن خشک) می رسد، در حالی که محصول دانه های روغنی خوراکی / غیر خوراکی40- 50 درصد است. بهره وری سالانه بیومس ریزجلبک ها در یک سیستم تولیدی به خوبی طراحی شده در یک منطقه گرمسیری ممکن است حدود 535/1 kg·m-2 d-1 و عملکرد بیودیزل 4/98 m3 در هکتار است. یکی دیگر از مزایای ریز جلبک ها این است که بر خلاف سایر محصولات روغنی، ریزجلبک ها به سرعت رشد کرده و بیومس خود را در عرض 24 ساعت دوبرابر می کند که می تواند حتی تا 5/3 ساعت نیز باشد که برخلاف زمان مورد نیاز برای محصولات روغنی است (چند ماه). مقاله حاضر به بررسی امکان استفاده از انواع مختلف گونه های ریزجلبک به عنوان منبع روغن، تکنیک هایی برای رشد جلبک، برداشت، استخراج روغن و تبدیل آن به سوخت زیستی و آینده آن در کشور هند پرداخته می شود.
ABSTRACT
The economic development of the world is highly dependent on fossil fuel supplies which are constrained not only by limited availability but also generate high levels of pollution. Looking at the limited fossil fuel associated with problems, concerted efforts have been started to search for alternative bio fuels like bio ethanol and biodiesel. Since the diesel is being used massively in industrial commercial, agriculture and other sectors. Therefore, the production and utilization of biodiesel from oil seeds crops has been getting renewed interest in recent years in the India to overcome the demerits of oil from oil seed crops. The production of biodiesel from microalgae has several advantages over the above resources due to higher algal biomass and oil productivities and the need of non-arable land for its growth. Industrial and municipal wastewaters can be potentially utilized for cultivation of micro algal oil that can be used for the production of biodiesel to completely displace petro diesel. The micro algal biomass has been reported to yield high oil contents and have the diesel production. Accordingly, lot of R & D work has been initiated for the growth, harvesting, oil extraction and conversion to biodiesel.
1. Introduction
Owing to the limited availability and associated environmental problems with fossil fuel utilization, the renewable energy based biofuel viz biodiesel and bioethanol are viewed as future substitute fuels for diesel and gasoline respectively. Sugar based fuel alcohol production is not feasible unless methods are developed to convert lingo-cellulosic biomass into ethanol and there is no competition with food supplies. The biodiesel from edible oils is also not a sustainable option due to heavy competition with seed plants and accordingly, non-edible oils like Jatropha, Pongamia, Neam oils etc. are accorded top priority for biodiesel production in India. The plantations of Jatropha curcas are under cultivation on large land area in the country and hopes are raised for sustainable availability of oil for conversion to biodiesel. Apart from these non-edible oil resources, microalgae is also becoming the focus as future source of biodiesel as these are found exceedingly rich in oil that can be converted to biodiesel using existing technology. Microalgae are prokaryotic (e.g. Cyanobacteria, Cyanophyceae) or eukaryotic (e.g. green algae) and diatoms (Bacillariophyta) that can grow rapidly and live in harsh conditions due to their unicellular or simple multicellular structure [1,2]. A study has estimated that more than 50,000 micro algal species exist, but only 30,000 are studied and analyzed as yet [3]. If grown properly, the microalgal based biodiesel has potential to completely substitute diesel without competing with the food and other supplies of agricultural products. The oil yield from some microalgae is reported to exceed 80% (on dry weight basis) compared to 40% - 50% from edible/non-edible oil seeds. An average annual productivity of micro algal biomass in a well designed production system located in a tropical zone may be about 1.535 kg·m–2 d–1 with biodiesel yield of 98.4 m3 per hectare. The other added advantage of microalgae is that unlike other oil crops, they grow rapidly and double their biomass within 24 h which could be as short as 3.5 h contrary to the time for oil crops (months together). The present paper reviews the possibilities of using different types of micro algal species as source of oil, techniques for algal growth, harvesting, oil extraction and conversion to biodiesel and its future scope in India.
چکیده
1.مقدمه
2. مرور منابع
3. طبقه بندی ریز جلبک ها
4. تکنیک های استخراج روغن جلبک
5. فناوری برای رشد جلبک
5.1. سیستم استخر های باز
5.2. استخرهای بسته
5.3. فتوبیوراکتور
6. برداشت جلبک ها
7. خصوصیات فیزیکوشیمیایی روغن
8. تولید بیودیزل از روغن جلبک
تبادل استری روغن ریزجلبک به بیودیزل
9. وضعیت تولید بیودیزل از ریزجلبک ها در هند
10. نتیجه گیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Literature Review
3. Classification of Microalgae
4. Algae Oil Extraction Techniques
5. Technology for Growing Algae
5.1. Open Pond System
5.2. Closed Ponds
5.3. Photo Bioreactor
6. Harvesting of Algae
7. Physicochemical Properties of Oil
8. Biodiesel Production from Algal Oil
Transesterification of Microalgal Oil to Biodiesel
9. Status of Biodiesel Production from Microalgal in India
10. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه