پالایش زیستی

پالایشگاه زیستی

یک پالایشگاه زیستی، پالایشگاهی است که زیست‌توده را به انرژی و دیگر محصولات جانبی (مانند مواد شیمیایی) تبدیل می‌کند. به بیان دیگر یک مجتمع بیوپالایشی می‌‌تواند از انواع منابع زیستی شامل منابع جنگلی، کشاورزی، دریایی و زباله‌های صنعتی و خانگی استفاده میکند، به عنوان نمونه از مواد اولیه ای مانند چوب، محصولات کشاورزی و ارگانیک تغذیه می‌کند. محصولاتی هم که توسط بیوپالایش تولید می‌شود شامل محصولات نهایی و واسطه‌ای مانند غذا، خوراک دامی، مواد شیمیایی و انرژی شامل سوخت، برق و گرما می‌شود.

آژانس بین‌المللی انرژی، پالایش زیستی را به‌عنوان “پردازش و فرآوری پایدار زیست‌توده به یک طیف از محصولات مبتنی بر محصولات زیستی (مواد غذایی، غذا، مواد شیمیایی، مواد معدنی) و انرژی زیستی (سوخت‌های زیستی، نیرو و یا گرما)” تعریف می‌کند. پالایشگاه‌های زیستی می‌توانند مواد شیمیایی متعددی را با تجزیه مواد خام اولیه (زیست توده) به چندین واسطه (کربوهیدرات، پروتئین، تری گلیسیرید) فراهم کنند که می‌تواند بیشتر به محصولات دارای ارزش افزوده تبدیل شود. استفاده از زیست‌توده به عنوان ماده‌ی اولیه می‌تواند منجر به کاهش اثرات زیست‌محیطی؛ در قالب انتشار آلاینده‌های خفیف‌تر و کاهش انتشار مواد خطرناک شود.

علاوه بر این، پالایشگاه زیستی برای رسیدن به اهداف زیر در نظر گرفته شده‌است:

تامین سوخت فعلی و سازگرهای شیمیایی
ارائه سازگرهای جدید ساختاری برای تولید مواد جدید با ویژگی‌های درهم گسیخته
ایجاد کسب‌وکارهای جدید، از جمله در مناطق روستایی
بازیافت زباله (زباله های کشاورزی، شهری و صنعتی)

فصل پنجم و پالایش زیستی

گروه دانش بنیان فصل پنجم با بهره گیری از تحقیقات بین المللی و میدانی پا به عرصه ی صنعت پالایشگاه های زیستی نهاده است. به شکل کوتاه این گروه بعد از مطالعه و آزمایش های متعدد توانسته است از ضایعات کشاورزی موفق به تولید کود و سموم ارگانیک (نیاز فعلی کشاورزی کشور)، مکمل‌های غذایی (اسانس دود) که کاربرد زیادی در صنایع غذایی کشور دارد شود حال آنکه این محصولات فقط از طریق واردات تامین می‌شود، همچنین فعالیت این گروه در حوزه مکمل های دامی و موارد پزشکی آرایشی بهداشتی و حوزه ی محیط زیست جهت کنترل بو و صنعتی نیز می‌باشد.

خاطر نشان می‌شود که حوزه فعالیت پالایش زیستی گروه فصل پنجم می‌تواند به عنوان یکی از طرح های ملی، مصوب گردد.

چرا پالایش زیستی را بر میگزینیم

حجم تولید بالای زباله ها و پسماندهای زیست توده، منبع ایده آل و چشمگیری برای تبدیل به محصولات دارای ارزش بالا می‌باشد. سود حاصل از بازیابی منابع زیستی و تولید محصولات بر پایه آن، به مراتب فراتر از هزینه های جمع آوری و عملیاتی می‌باشد. یکی از اصلی ترین اهداف پالایش زیستی، کمک به صنعت پایدار به واسطه استفاده از منابع زیستی و همچنین کاهش تولید گازهای گلخانه ای و دیگر آلودگی ها می‌باشد.

یک مجتمع بیوپالایشگاهی ممکن است یک یا چند محصولات شیمیایی با حجم اندک ولی ارزش خیلی بالا تولید کند، اما در عین حال مایعاتی با حجم بسیار زیاد را حمل کند که بتواند برق و انرژی حرارتی موردنیاز خود را تولید کند. محصولاتی که ارزش زیادی دارند، سودآوری را افزایش می‌دهند در حالی که محصولاتی که دارای حجم زیادی هستند باعث برآورده شدن نیازهای مربوط به انرژی در سطح ملی می‌شود، ضمن اینکه تولید برق هزینه‌ها را کاهش می‌دهد و باعث کاهش گازهای آلاینده می‌شود.

به منظور ایجاد مجتمع‌های بیوپالایشگاهی موفق دو شرط اساسی وجود دارد:

حداکثر استفاده از محصولات واسطه و محصولات جانبی برای تولید مواد شیمیایی و مواد اولیه بیشتر
برقراری تعادل میان مواد بیوشیمیایی پرحجم و با ارزش و مواد اولیه با بیوسوخت‌های پرحجم و باارزش

آینده این صنعت

پیش بینی می‌شود که صنعت بیوپالایشگاهی در چندسال آتی برای تولید محصولات تجاری در مقیاس بزرگ آمادگی داشته باشد. از سوی دیگر یکی از بازیگران مهم این عرصه، شرکت‌های کوچک با تکنولوژی‌های برتر در کنار کمپانی‌های بزرگ چندملیتی خواهند بود که تمایل دارند بر روی انرژی‌های پایدار سرمایه‌گذاری کنند. از سوی دیگر سیاست‌های کشورها در این زمینه می‌‌تواند نقش اساسی را ایفا کند. به طور کلی، همه کشورهای تولیدکننده سوخت‌های زیستی، سیاست‌های مختلف یارانه‌ای و غیریارانه‌ای را برای حمایت از صنایع بیوسوختی خود، کاهش CO2 و افزایش درآمد کشاورزی به کار می گیرند. تولید برق با منابع زیستی نیز مانند موارد قبلی مورد حمایت آنان است.

انتظار می‌رود تا سهم بیوپالایش در یک فضای رقابتی همزمان با دیگر حامل‌های انرژی افزایش یافته و ثروت کشورها با عرضه محصولات متنوع و انرژی زیستی افزایش یابد که در عین حال از منظر محیط زیست این محصولات دارای انرژی پایدار می‌باشند. بیوپالایش هم برای کشورهای صنعتی مفید است و هم برای کشورهای در حال توسعه. آری رقابت جدید، فرصت‌های شغلی و بازارهای جدید از پی آن سر بر می‌آورد.

جایگاه پالایشگاه زیستی در دنیا

در ایالات متحده، صنعت بیوسوخت در سال‌های اخیر پیشرفت قابل ملاحظه‌ای داشته است. تمرکز اصلی در این کشور افزایش کارایی تولید بیوسوخت‌ها است. در حال حاضر متوسط کارایی کارخانه های ایالات متحده ۶۰ درصد است. از سوی دیگر این کشور در خط مقدم افزایش استانداردها برای بیوسوخت‌ها قرار دارد و این کشور سعی دارد تا این صنعت را متحول نماید. آمریکا با مشوق های مختلف نه تنها برای کمپانی‌های داخلی بلکه همچنین برای شرکت‌های بین‌المللی، در تلاش است تا صنعت بیوسوخت‌ها را به پیش برد. هدف این کشور آن است که در سال ۲۰۲۲، ۳۶ میلیارد گالن بیوسوخت تولید کند.

در برزیل، این کشور توانسته از صنعت نیشکر برای سوخت استفاده کند و اکنون ترکیب بنزین و بیواتانول در خودروها استفاده می شود اما این موفقیت داخلی به دلیل تعرفه های بالا به دیگر کشورها سرایت نکرده است، زیرا صادرات نیشکر و اتانول از برزیل بسیار محدود است. صنعت اتانول و نیشکر، امروز بیش از گذشته به خصوص برای تولید بیوپلاستیک مورد توجه سرمایه گذاران است. برزیل سیاست افزایش تولید نیشکر و مکانیزه کردن کلیه پروسه برداشت را به پیش می برد. صنعت بیوانرژی برزیل تحت موافقتنامه‌ای با ایالت سائوپائولو برزیل که بیشترین حجم نیشکر را در خود جای داده است، سعی دارد این هدف را محقق کند. تاکنون ۵۵ درصد برداشت نیشکر در این کشور مکانیزه بوده است.

در چین نیز، بر روی بیوپالایشگاه‌ها سرمایه‌گذاری می‌شود و در برنامه پنج ساله ‌این کشور تولید انرژی از منابع زیستی مورد توجه قرار گرفته است. تاکنون چین مجوز چندین کارخانه تولید اتانول از محصولات کشاورزی را داده است. البته باید گفت که به دلیل سیاست امنیت غذایی در این کشور، چین اجازه استفاده از غلات در تولید اتانول را نمی‌دهد.

نمونه شرکت های فعال در این زمینه

شرکت بلو ماربل انرژی (Blue Marble Energy) واقع در ایالات متحده که دارای تعداد زیادی پالایشگاه زیستی در ایالت واشنگتون و همچنین در کشورهای اوکراین و مونتانا می‌باشد.
شرکت هیمارک بایوگس (Himark BioGas) واقع در کانادا که در حوزه پالایشگاه های زیستی هضم بی‌هوازی فعالیت می‌کند. پالایشگاه های این شرکت واقع در ایالت آلبرتا می‌باشد.
شرکت چمرک (Chemrec) واقع در سوئد که در حوزه های گوناگون پالایش زیستی فعالیت دارد.
شرکت نوامنت (Novamont) واقع در ایتالیا پالایشگاه های پتروشیمی قدیمی را به پالایشگاه های زیستی تبدیل نموده، تاسیسات این شرکت تولیداتی از جمله پروتئین، پلاستیک، خوراک حیوانات، روغن، سموم گیاهی و الاستومر دارد.
گروه ماکروکسکید (MacroCascade) واقع در کپنهاگن دانمارک که با شراکت اتحادیه اروپا بر روی پروژه ای جهت تصفیه جلبک های دریایی و دستیابی به مواد غذایی و علوفه و همچنین محصولات بهداشتی آرایشی فعالیت می‌کند. محصولات جانبی از قبیل گاز زیستی و کود نیز از جمله تولیدات این مجموعه می‌ باشد. این گروه بر روی پروژه های پالایش شیمی دیگری از جمله MacroAlgaeBiorefinery(MAB4), SeaRefinery , SEAFARM فعالیت می‌کند.
بیوکن (BIOCON) در هند واقع می‌باشد. تمرکز این گروه بر روی محصولات فرآوری شده از چوب می‌باشد. به بیان دقیق‌تر عناصری از قبیل لیگنین و سلولز را به محصولات گوناگون تبدیل می‌کنند. به عنوان مثال لیگنین میتواند به فنولیک تبدیل شده و سپس برای تولید محصولاتی از قبیل چسب، پلاستیک و محصولات کشاورزی به کار گرفته شود. سلولز نیز میتواند برای تولید محصولاتی از قبیل پارچه و بسته بندی استفاده شود.
در آفریقای جنوبی شرکت نامبیتراکس (Numbitrax) پالایشگاه های زیستی ای برای تبدیل منابع گیاهی بومی جهت تولید بیواتانول و همچنین محصولاتی با قابلیت جذب بالا راه اندازی کرده است.
شرکت سیرکولر ارگانیکز (Circular Organics) واقع در بلژیک با پرورش کرم نوزاد مگس سیاه بر روی پسماندهای کشاورزی و غذایی موفق به تولید پروتئین، روغن و کیتین شده است. به عنوان مثال روغن فرآوری شده، در محصولات دارویی و آرایشی بهداشتی قابل استفاده می‌ باشد.
شرکت سی-۱۶ بیوساینس (C16 Biosciences) واقع در نیویورک.

نویسنده: گروه علم و فن آوری فصل پنجم

منابع: ویکیپدیا (۱)، ویکیپدیا (۲)، شرکت ملی صنایع پتروشیمی

برای آشنایی با محصولات ارگانیک گروه فصل پنجم به این لینک مراجعه کنید: فروشگاه