جفرا نيوز -
الكاتب والباحث: د.محمود سمور
عضو الهيئة العامة لاتحاد الكتاب والادباء الاردنيين وعضو المجلس المركزي لحزب العمال .
الميكروبات اصبحت اليوم جزءاً لا يتجزأ من الصناعات الكيميائية خاصة مع تطورالأحياء الدقيقة والتقنيات الحيوية وكثيرمن الناس قد لا يخترفي مخيلتهم أن البكتيريا والخمائروالفطريات يمكنها تحويل المواد العضوية والمواد الخام البسيطة مثل السكرأوالنشا أومخلفات الزراعة إلى مركبات مهمة مثل الإيثانول أو الأسيتون أوحتى الميثانول وكل هذا يتم تصنيعه وتحويله بطريقة أرخص وأكثرأماناً من الطرق الكيميائية المعتادة ودون احداث ضررحقيقي للبيئة.
خلال السنوات الأخيرة ظهرت أهمية هذه المركبات في صناعة الوقود , الأدوية، الدهانات، المذيبات وغير ذلك وميزتها الكبيرة والكثيرة أنها تُصنع من مصادرمتجددة وصديقة للبيئة بعكس الكيمياء التقليدية التي تعتمد على النفط والبترول.
أولاً: إنتاج الإيثانول بواسطة الميكروبات
-الإيثانول يحتل مكانة كبيرة في الصناعة وأهم استخداماته:
. وقود بديل للبنزين 1-
. صناعة المشروبات الكحولية 2-
. مذيب في الأدوية والعطور 3-
. يُستَخدم كمطهّرومعقم 4-
. يساهم بشكل واضح في تقليل الاعتماد على النفط وتقليل التلوث -5
-الميكروبات التي تُستخدم في صناعة الكحول:
. Saccharomyces cerevisiae 1- فطرخميرة ساكاروميسيس سرثيسيا
. ((الأكثر شيوعاً بسبب كفاءتها وقدرتها على تحمّل الكحول وسرعة التخمر
. Zymomonas mobilis2- بكتيريا زيموموناس موبيلي
حتى تبدأ عملية الإنتاج وتحتاج إلى مصدركربوني مثل قصب السكرالمولاس أوالذرة وأيضاً تحتاج إلى ظروف مناسبة مثل حرارة بين 30 و35 درجة مئوية وسط لاهوائي تقريباً ودرجة حموضة حامضية إلى 4 الى5 ويجب ان يكون هناك خزانات معقمة وبعض العناصرالغذائية مثل النيتروجين والأملاح .
-خطوات التصنيع سهلة وواضحة:
-تجهيز المواد الخام: تطحن وتُحوّل السكريات المعقّدة إلى بسيطة بواسطة الإنزيمات.1
-التعقيم: تضمن أنه لا يوجد تلوث في كل خطوة.2
-إضافة الخميرة: تُضاف للوسط الغذائي المجهز.3
-التخمر: هنا يبدأ تقنية وقدرة الخميرة في تحوّل الجلوكوزلإيثانول وثاني أكسيد الكربون.4
-التقطير: تفصل الإيثانول عن البقايا للحصول على تركيزعالٍ..5
ثانياً: إنتاج الميثانول بواسطة الميكروبات
-استخدامات الميثانول في :
. إنتاج وقود حيوي 1-
. تصنيع الفورمالدهيد والبلاستيك 2-
. صناعة الدهانات والمذيبات 3-
. صناعة بعض الأدوية والمركبات الكيميائية 4-
البكتيريا الميثانية مثل بكتيريا ميثانوبكتيريم وبكتيريا ميثانوكوكس تلعب دورًا في إنتاج غازالميثان الحيوي الذي يتحول فيما بعد إلى ميثانول بطرق صناعية وفي نفس الوقت يوجد بكتيريا اخرى يمكنها أكسدة الميثان ).Methanobacterium and Methanococcusوتحويله لمركبات كحولية تحت ظروف معينة (
لكي تبدأ العملية والتصنيع تحتاج مواد عضوية متحللة مثل المخلفات الزراعية أوالحيوانية أوحتى مياه الصرف ووسط لا هوائي بالكامل ودرجة حرارة مناسبة للبكتيريا الميثانية وأجهزة تخميرمغلقة تمامًا.
-خطوات التصنيع سهلة وهي:
-جمع المخلفات العضوية وتقديمها كمصدرغذائي للبكتيريا.1
-التخمراللاهوائي: البكتيريا تنتج غاز الميثان.2
-التنقية: تزيل الشوائب من الغازالناتج.3
-التحويل الكيميائي: تحول الميثان الصناعيًا إلى ميثانول.4
ثالثًا: إنتاج الأسيتون بواسطة الميكروبات
-اهم صناعات الأسيتون:
الدهانات والورنيش.- 1
البلاستيك والألياف.- 2
إزالة الطلاء والدهون.- 3
بعض الصناعات الدوائية والكيميائية.- 4
أبرزالميكروبات المستخدمة في الاسيتون بكتيريا كوليستيريديم اسيتوبيوتليكيوم والتي تُعرف بقدرتها على ).Clostridium acetobutylicumإنتاج الأسيتون والبيوتانول من السكريات (
احتياجات هذه العملية بسيطة: وسط غني بالسكريات أوالنشا وبيئة لاهوائية وحرارة 35 مئوية تقريباً ووسط غذائي متكامل.
-خطوات التصنيع:
- مواد خام من السكريات .1
2- تجهيزالوسط بالمعادن والعناصرالضرورية.
-إضافة البكتيريا.3
- تبدأ عملية التخمروينتج لدينا أسيتون وبيوتانول وحتى بعض الإيثانول.4
-أخيراً تُفصل المنتجات وتُنقى بالتقطير.5
مزايا التصنيع الميكروبي:
أقل تكلفة من الطرق الكيميائية العادية.- 1
يعتمد على مواد خام مستدامة ومتجددة.- 2
يقلل من التلوث إلى حد كبير.- 3
الإنتاج بكميات ضخمة ممكن ومتواصل.- 4
الطاقة المستهلكة أقل والنفايات السامة قليلة.- 5
تحديات التصنيع الميكروبي
الميكروبات حساسة للظروف وممكن تتأثر بسهولة.- 1
هناك دائماً خطرالتلوث الميكروبي.- 2
التعقيم والمراقبة يحتاجان لمصاريف إضافية.- 3
أحياناً إنتاجية الميكروبات أقل من الطرق الكيميائية المباشرة.- 4
يتطلب خبرة وتقنيات عالية لزيادة الكفاءة.- 5
الخلاصة
الميكروبات أثبتت نفسها بقوة في عالم الصناعات الكيميائية الحيوية واصبح بإمكاننا اليوم إنتاج الإيثانول والميثانول والأسيتون بطرق عملية وصديقة للبيئة ومع تطورالهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية فأنه يتوقع أن يزداد الاعتماد عليها أكثرفي المستقبل سواء في إنتاج الوقود الحيوي أوالمواد الكيميائية المختلفة وهذا بالتأكيد يحافظ على البيئة ويقودنا نحواقتصاد حيوي أكثراستدامة.
