اختراق في نظام زراعة الطحالب الدقيقة.. إنتاج وقود حيوي من بقايا القهوة

يمكن أن يكون وقود الديزل الحيوي من الطحالب الدقيقة المرتبط ببقايا البن المستهلكة خيارا مثاليا لتسويق المواد الأولية الجديدة، وتجنب المنافسة مع المحاصيل الغذائية.

GUIYANG, CHINA - AUGUST 8, 2022 - A technician shakes the flask regularly during algae cell culture at a biological laboratory in Guiyang, Guizhou province, China, on Aug 8, 2022. (Photo credit should read CFOTO/Future Publishing via Getty Images)
يمكن أن تنمو الطحالب الدقيقة على بقايا القهوة لإنتاج وقود حيوي في المختبر (غيتي)

وجد الباحثون أن خلايا الطحالب الدقيقة يمكن أن تنمو على بقايا القهوة دون الحاجة إلى مغذيات خارجية أخرى، وأن تعريض الطحالب للضوء لمدة 20 ساعة في اليوم والظلام لمدة 4 ساعات فقط، أنتج وقود الديزل الحيوي الأفضل جودة.

وقد نشرت نتائج الدراسة التي استهدفت تحسين بيئة نمو الطحالب الدقيقة عن طريق استخدام بقايا القهوة المطحونة، في عدد نوفمبر/تشرين الثاني الجاري من دورية "رينيوابل آند ساستينابل إنرجي ريفيوز" (Renewable and Sustainable Energy Reviews).

البحث عن جدوى لمخلفات المشروب الأكثر شعبية

القهوة هي المشروب الأكثر شعبية في جميع أنحاء العالم، حيث يتم استهلاك حوالي ملياري كوب يوميا. وبحسب جمعية القهوة البريطانية، فإن استهلاك القهوة بلغ ما يقرب من 98 مليون فنجان يوميا في المملكة المتحدة فقط.

Blue Bottle Coffee prepares slow dripped coffee at their kiosk in the New Amsterdam Market on South Street in New York on Sunday, June 19, 2011. A recent study from Southampton University reports that drinking two or more cups of coffee may lessen your chance of getting liver cancer from excessive alcohol consumption. (�� Richard B. Levine) (Photo by Richard Levine/Corbis via Getty Images)
بلغ استهلاك القهوة ما يقرب من 98 مليون فنجان يوميا في المملكة المتحدة فقط (غيتي)

وأصبحت القهوة المطحونة وأقراص القهوة التي تُقدم لمرة واحدة شائعة بشكل متزايد، واستمرت ثقافة ارتياد المقاهي في الازدهار، مما يسهم في إنتاج كميات هائلة من بقايا القهوة المطحونة يوميا، والتي غالبا ما ينتهي بها المطاف في مكب النفايات أو الحرق.

وللبحث عن جدوى لهذا الفائض من المخلفات الثمينة، حاول الباحثون استخدام بقايا القهوة المستهلكة لتوفر عناصر للتغذية، وجعلها منصة (أو هيكلا) يمكن أن تنمو عليه الطحالب الدقيقة، ونجحت محاولاتهم مع نوع من الطحالب يسمي "كلوريلا فالغاريس" (Chlorella vulgaris).

البحث عن الظروف الأمثل لتعزيز نمو الطحالب الدقيقة

أحد الأساليب الاقتصادية لحصاد الكتلة الحيوية للطحالب الدقيقة الناضجة هو من خلال نظام النمو، ونجح الباحثون في استخدام بقايا القهوة المستهلكة بالفعل كمواد داعمة ولتقديم التغذية ومنصة تسمح بنمو الطحالب الدقيقة، ويتم استبدال البوليمرات المصنعة بها.

ووجد الباحثون أن خلايا الطحالب الدقيقة يمكن أن تنمو على جرعة بقايا القهوة البالغة 8 غرامات لكل لتر، دون الحاجة إلى مغذيات خارجية أخرى، وأن تعريض الطحالب للضوء لمدة 20 ساعة في اليوم، والظلام لمدة 4 ساعات فقط، أنتج وقود الديزل الحيوي الأفضل جودة.

وتم الكشف أن تلك الظروف هي الأمثل في تعزيز نمو الطحالب الدقيقة، وتحقيق أعلى كثافة لأنها تسمح للطحالب باستيعاب المزيد من الكربون بشكل فعال، وتراكم كمية كبيرة من الدهون، والتي كانت إنتاجيتها أكثر بحوالي 5 أضعاف من الطحالب الدقيقة التي تنمو تحت الإضاءة المستمرة.

اختراق في نظام زراعة الطحالب الدقيقة

وقد شارك الدكتور فيسنا نجدانوفيتش، كبير المحاضرين في الهندسة الكيميائية بمعهد أبحاث الطاقة والمنتجات الحيوية في جامعة أستون (Aston University) البريطانية، مع فريق كبير من العلماء في زراعة الطحالب التي تمت معالجتها بعد ذلك لتصبح وقودا.

وتكللت جهود هذا الفريق في النهاية بالنجاح في استخراج وقود حيوي مُحسن ينتج عنه انبعاثات قليلة وأداء جيد للمحرك، ويلبي المواصفات الأميركية والأوروبية.

وفي بيان صحفي للجامعة منشور بتاريخ الأول من نوفمبر/تشرين الثاني الجاري، قال نجدانوفيتش إن هذا اختراق في نظام زراعة الطحالب الدقيقة. وأضاف "يمكن أن يكون وقود الديزل الحيوي من الطحالب الدقيقة المرتبط ببقايا البن المستهلكة خيارا مثاليا لتسويق المواد الأولية الجديدة، وتجنب المنافسة مع المحاصيل الغذائية".

هناك أهمية متزايدة لإعادة تدوير ثفل القهوة حول العالم (الفرنسية)

أهمية متزايدة لإعادة تدوير ثفل القهوة

جدير بالذكر أنه في مطلع العام الماضي نجح فريق من الباحثين في الإمارات في إنتاج وقود حيوي بإعادة تدوير ثفل القهوة، وتمكنوا من تحويلها إلى وقود ومنتجات ذات قيمة مضافة للمشاركة في حل مشكلة التكاليف الباهظة للتخلص من مخلفات القهوة التي تتسبب بمشاكل بيئية خطيرة.

وناقشت الدراسة التي استغرقت أكثر من عامين وشارك فيها عدد من الباحثين والعلماء في مختلف العلوم، الفرص المختلفة لاستخدام مخلفات القهوة في إنتاج الوقود الحيوي مثل الديزل الحيوي، والغاز الحيوي، والإيثانول الحيوي، والزيت الحيوي، إلى جانب المنتجات ذات القيمة المضافة.

علاوة على ذلك، فإن استخدام التقنية الجديدة لإنتاج الوقود الحيوي يمكن أن يقلل من استخدام أشجار النخيل لاستخراج الزيت لإنتاج الوقود الحيوي. ويقول نجدانوفيتش إنه "في جنوب شرق آسيا، أدى هذا إلى استمرار إزالة الغابات وزيادة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري".

وأضاف "يمكن أن يكون وقود الديزل الحيوي من الطحالب الدقيقة المرتبط بمخلفات القهوة خيارا مثاليا لتسويق المواد الأولية الجديدة، وتجنب المنافسة مع المحاصيل الغذائية".

هذا، ويواكب الكشف عن هذه النتائج البحثية انطلاق المؤتمر الـ27 للأمم المتحدة حول المناخ "كوب 27" في شرم الشيخ، والذي يستمر لمدة أسبوعين ويسعي لإيجاد حلول جديدة للتغلب على مشكلة زيادة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

المصدر : مواقع إلكترونية