بخشی از این سخنرانی: Waste slurry produced from the primary treatment of anaerobic digestion effluent (ADE) employed in most agricultural practice is still limited by elevated concentrations of ammonium that can be toxic to most living organisms. In this project, we evaluated growth, development and use of microalgae on un-treated ADE. More specifically, in this work, we studied the long-term cultivation and growth of an isolated microalgal consortium that were capable on treating ADE while simultaneously optimizing limiting factors to their growth and productivity. Comparison between different algal cultivation systems (i.e. open ponds and closed photobioreactors) and different mixing mechanisms (paddle-wheel and jets) were also evaluated to optimize the microalgal growth and increase nutrient removal rate. Also as part of this study, the quality and suitability of grown biomass as a potential feedstock were assessed. We evaluated the nutritional value, pathogen load, in vitro digestibility and potential physiological energy (PPE) of ADE-grown microalgae as a potential feedstock. Pathogen load of ADE-grown microalgae was within regulatory limits. Crude protein and essential amino acid content was comparable with a number of other vegetable protein sources. Finally, the cost assessment of integrating microalgae cultivation was conducted on multiple plausible scenarios to identify the economic viability of the proposed process.

بخشی از سخنرانی پیرامون مباحث زیر است: امروزه سوخت های زیستی در جهان بسیار مورد توجه بوده و با وجود ارزانتر بودن سوختهای فسیلی نسبت به سوختهای زیستی ، بدلیل تغییرات شرایط آب و هوایی جهان و از سوی دیگرغیر قابل تجدید پذیر بودن سوختهای فسیلی شرکتهای تحقیقاتی بزرگ جهان را وادار به هزینه های سنگینی جهت تولید توده زنده سوخت زیستی نموده است. استفاده از سوخت زیستی جلبکی به بحران انرژی دهه 70 میلادی یعنی 50 سال قبل بر میگردد. بیودیزل اتانول- جلبک به عنوان نسل چهارم تولید سوخت زیستی دارای راندمان تولید بیش از سایر مواد اولیه مشابه می باشد. میکروالگ‌ها (ریزجلبک‌ها) به دلیل توانایی رشد سریع تر، قابلیت انجام فتوسنتز بهتر در واحد سطح، محیط کشت ارزان ‌تر و بازدهی تولید بیشتر قابلیت صنعتی شدن راحت تر، مناسب ترین منبعی هستند که بشر امید دارد بتواند تا چند دهه دیگر از آن ها برای تولید بیواتانول و بیودیزل استفاده کند. در صورت کشت سنتی جلبک همچنین می توان از یک هکتار کشت جلبک 92 هزار لیتر سوخت زیستی تولید نمود، در حالیکه از یک هکتار مزرعه آفتابگردان تنها می توان 350 لیتر سوخت بدست آورد. در هر سال می توان 15 بار جلبک برداشت نمود. درحالیکه در سایر محصولات می توان یک تا دو بار در سال محصول برداشت نمود. در حال حاضر، تولید جهانی زیست توده جلبکی 38 میلیون لیتر است ((Karthikeyan et al., 2020. به عنوان مثال، تولید مشترک فوتو بیوراکتورها شامل محصول آستاگزانتین می تواند هزینه تولید بیودیزل را از 3.90 دلار به 0.54 دلار در هر لیتر کاهش دهد. غنی سازی روغن جلبک بسیار با اهمیت بوده و با استفاده از سوخت جلبکی می تواند 50% تا 70% بهره وری بیشتری در حرکت کشتی ها داشته باشد. شرکت Maersk Kalmar در کپنهاگ دانماراک دارای 1300 کشتی اقیانوس پیما، قراردادی را برای تامین و انتقال فناوری سوخت دیزل جلبکی منعقد نموده تا در طی سال 2016 تا 2022 میلادی این سوخت را دریافت نماید. تحلیل اقتصادی پالایشگاه زیستی مبتنی بر ریزجلبک و تولید بیودیزل می تواند به عنوان یک جایگزین مقرون به صرفه برای دیزل مبتنی بر فسیل عمل کند. در سال 2018 میلادی، به طور متوسط، بیودیزل 3.55 دلار در هر گالن قیمت داشت، در حالی که گازوئیل پتروشیمی با قیمت 3.24 دلار در هر گالن بود (وزارت انرژی هلند، 2018). یک تجزیه و تحلیل اقتصادی اولیه از چشم انداز بیودیزل مبتنی بر ریزجلبک نشان داد که هزینه تولید بیودیزل 2.29 دلار به ازای هر کیلوگرم است، در مقایسه با 1.08 دلار به ازای هر کیلوگرم گازوئیل نفتی در استان هوبی چین گرانتر است .

بخش هایی از این سخنرانی: روغن ها به عنوان منبع اصلی انرژی در جیره غذایی نقش اساسی در تغذیه انسان ایفا می کنند. همچنین بخشی از اسیدهای چرب به عنوان اسیدهای چرب ضروری نقش موثری در رشد و سلامت انسان دارند. ریزجلبک ها به طور فزاینده ای برای تهیه اسیدهای چرب ضروری در کاربردهای مختلف دارویی و غذایی مورد استفاده قرار گرفته اند. همچنین با استفاده از روغن ریزجلبک به عنوان مواد اولیه یا افزودنی برای روغن خوراکی، می توان ارزش غذایی و خوراکی آن را بهبود بخشید. این مقاله روی سه محور مهم در این زمینه تمرکز می نماید: با مقایسه محتوای لیپید و ترکیب اسیدهای چرب ریزجلبک‌ها و گیاهان روغنی و نیز روغن ماهی ظرفیت های بالقوه این منبع روغنی را به عنوان یک منبع جدید در تامین نیازهای غذایی و غذا-دارویی مورد بررسی قرار می گیرد. اقتصادی بودن و شروط اقتصادی کردن این تولید را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد. از دیگر سو با ارائه نتایج بخشی از تحقیقات انجام یافته در پژوهشکده بیوتکنولوژی صنایع غذایی ظرفیت ریزجلبک های بومی با محوریت ریزجلبک دونالیلا در تولید روغن با کاربردهای مختلف را مورد ارزیابی قرار می دهد.

بخشی از این سخنرانی به موارد زیر اشاره دارد: تقسیم بندی حیات به وجه فیزیکی و متافیزیکی تقسیم بندی گنگ و نامفهوم ولی متداول است. متافیزیک به معنی عام کلام حیات انسانی را در برمی گیرد و در بررسی تکوین و تکامل متافیزیک در سایر اشکال حیات و از جمله جلبک ها، بحثی مطرح نمی شود. این در حالی است که از نظر منطقی و البته با داشتن شواهد ناچیز عملی، غیر منطقی به نظر می رسد که حیات از ابتدا تا پیدایش انسان فاقد وجه متافیزیکی بوده باشد. تفکر منطقی ایجاب می کند که علیرقم فروغلطیدن مدام مرزهای فیزیک و متافیزیک، و عدم شفافیت در تبیین این مفاهیم، حیات را از ابتدا فرایندی دارای وجه فیزیکی و متافیزیکی بدانیم. از این رو، جلبک ها به عنوان ابتدایی ترین موجودات کره زمین، می بایست واجد وجوه متافیزیکی باشند. یکی از منطقی ترین توجیهات برای وجود متافیزیک در جلبک ها نظریه اتمیسم منطقی است. در این مختصر تلاش بر آن است که این نگرش نو به مجموعه جلبک شناسی کشور ورود یابد و زیست شناسی از حصار فیزیک و نگرش فیزیکالیستی خارج شود و نگرش عمق پیدا کند. این که مفاهیم فیزیک و متافیزیک در جلبک ها چه تعاریفی دارند، آیا جلبک ها می توانند واجد متافیزیک باشند، تکامل متافیزیک در کنار تکامل فیزیکی مفهوم پیدا می کند و در نهایت بازکردن مرزهای جلبک شناسی به عنوان شاخه ای از زیست شناسی و پرداختن به وجوه متافیزیکی حیات این موجودات از مباحثی است که در سخنرانی مورد بررسی قرار می گیرد. کوشیده می شود بیان کوتاه، شفاف و البته قابل درک و به دور از پیچیدگی های بحث های زیست – فیزیک – فلسفه، باشد.

در این سخنرانی به موارد زیر پرداخته می شود: مهمترین گازکره زمین اکسیژن است که جلبک‌های سبز- آبی اولین موجوداتی هستند که با فتوسنتز آن را تولید نمودند. جلبک‌ها گروه بزرگی از موجودات سلسله آغازیان هستند که دردریاها شکوفا شده وازنورخورشید قند تولید کرده که پایه اصلی زنجیره غذایی را شکل داده‌اند. جلبک‌های دریایی عمدتا بعنوان غذا یا ترکیبات دارویی، جلبک‌های سبز – آبی در بودجه بندی کربن و نیتروژن زمین، جلبک‌های قرمز در ریف‌های مرجانی و انواع سبز با گرفتن نور خورشید در تولید قند نقش آفرینی می‌کنند. مزیت جلبکها این است که بسرعت و حتی در دریاها رشد می‌کنند، می توانند محصولات سوخت زیستی تولید و بطورکلی منبع انرژی اند، دی اکسید‌کربن را مصرف می کنند، با کشاورزی بهیچ عنوان رقابت ندارند، به تصفیه پساب‌ها کمک می کنند، بسیاری محصولات مفید از جمله غذا و خوراک را می توان ازآنها بدست آورد. با اینوجود معایبی از جمله گران بودن، سختی دسترسی دی اکسید ارزان برای رشد دارند، برخی گونه‌ها سمی هستند و برخی آلوده کننده محسوب می‌شوند. از کاربردهای فناورانه جلبک‌ها می‌توان به غذا و ترکیبات غذایی از جمله پروتئین، چربی، کربوهیدرات، رنگدانه‌ها، پرمیکس ویتامین ومواد معدنی بخصوص پتاش(نمک پتاسیمی)، انواع سوخت‌ها، پلاستیک‌ها، مداد، فیلتر‌ها، لامپ، رنگ‌ها، کپسول‌های زیستی، ترکیبات فعال دارویی، سلامتی، بهداشتی و آرایشی، نوشابه، پاستیل و آدامس، پودربدن سازجلبکی، و... اشاره نمود ضمن آنکه جلبک ها مدل های بسیار ارزشمند آزمایشگاهی و مطالعاتی هستند، حمام جلبکی امروزه در دنیای گردشگری بسیار پرطرفدارمی‌باشد. تاکنون موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور از انواع جلبک‌های دریایی، آگار، کارگینان، آلژینات، سوخت زیستیB10، متانول، ترکیبات فنلی با خواص آنتی اکسیدانتی، پرمیکس ویتامینه و مواد معدنی برای غذای میگوی استخراج نموده و ازآن بطور مستقیم بعنوان غذای میگوی وانامی استفاده که نقش موثری در کاهش کلسترول بد میگو داشته، رنگ میگوی پرورشی را تا حد میگوی دریایی صورتی- نارنجی نمود و بطور همزمان جایگزین همبند های شیمیایی در غذا شد. همچنین بعنوان غذا درماهی قزل آلای رنگین کمان و ماهی سیچلاید ایرانی باعث کاهش هزینه غذا و تغییر رنگ گوشت و پوست ماهی گردید. نقش تولیدی آنها از طریق کشت را در جذب گاز گلخانه‌ای دی اکسید کربن معرفی نموده است. کاربرد آن بعنوان مکمل غذای دام شیری و مرغ تخمگذار، منشا تغییرات کیفی در شیر( مقدارمواد معدنی شیر) و تخم مرغ ( رنگ نارنجی) شده است. از جلبک خشک بعنوان جاذب مواد بیوژن پساب مزارع میگو وانامی و ماهی قزل آلای رنگین کمان استفاده شده که درصد قابل توجهی از نیتروژن و فسفر پساب را جذب نموده، این جلبک پس از جذب مواد بیوژن بعنوان کود در کشت گوجه فرنگی بسیار موثر عمل نموده است. از دیگر فناوری‌های جلبکی، تولید ترشی و چیپس ازدو گونه قهوه‌ای (سارگاسوم) و سبز (اولوا) می‌باشد.

بخش هایی از این سخنرانی شامل مطالب زیر است: هیدروژن که امروزه به عنوان انرژی آینده شناخته می شود، پاک ترین سوخت جایگزین می باشد، که تنها محصول سوختن آن آب است. در سال های اخیر هیدروژن در مقیاس میلیون تن (در سال) در در سطح دنیا در حال تولید است، هرچند 95% روش های رایج تولید هیدروژن، خود با انتشار CO2 همراه است. لذا هدف مهم کنونی در این زمینه، دستیابی به روشی جهت تولید هیدروژن از منابع پاک و تجدید پذیر انرژی، بدون انتشار CO2 است. تولید هیدروژن توسط جلبک های سبز رویکردی بسیار نویدبخش در تحقق هدف مذکور می باشد. وجود آنزیم هیدروژناز در جلبک های سبز و عملکرد این آنزیم در ارتباط با دستگاه فتوسنتزی، امکان تولید هیدروژن توسط جلبک تنها با مصرف آب و نور خورشید را فراهم کرده است. هرچند در طبیعت فرآیند تولید نوری هیدروژن توسط آنزیم هیدروژناز،‌ یک فرآیند به‌شدت ناپایدار است. دلیل این امر حساسیت شدید آنزیم هیدروژناز به اکسیژن تولید شده طی فتوسنتز است. رایج‌ترین راه‌کار مقابله با این معضل، توقف تولید اکسیژن توسط مهار PSII طی روش دو فازی فقر سولفات می‌باشد،‌ که یک روش زمان‌بر و هزینه‌بر بوده و بنابراین برای تولید هیدروژن در مقیاس تجاری مناسب نخواهد بود. طی دو پروژه ی مختلف در زمینه مذکور، دو رویکرد متفاوت برای تولید هیدروژن جلبکی، به عنوان جایگزینی برای مدل دو فازی، ارائه شد. در هر دو رویکرد ارائه شده، ما موفق به تولید بلند مدت هیدروژن جلبکی، طی یک مدل تک فازی شدیم. رویکرد اول بر اساس تأمین شرایط بی هوازی برای آنزیم هیدروژنازِ کلامیدوموناس، توسط تنظیم انتقال الکترون فتوسنتزی بود، که موفق به تولید هیدروژن با راندمانی مشابه روش دوفازی شد. در این روش مقدار کل ml/L 80 هیدروژن تولید شد، و بالاترین نرخ تولید به دست آمده توسط این مدل 20 ml/L. Day بود که قابل قیاس با مدل دوفازی است. رویکرد دوم بر اساس حذف اکسیژن تولید شده طی فتوسنتز، توسط یک جاذب اکسیژن به نام oxysorbبود. بهینه سازی موفق این جاذب اکسیژن برای سلول های کلامیدوموناس، منجر به تولید هیدروژن تا 5 برابر بیش از روش دوفازی شد. با توجه به راندمان بالای این مدل و اقتصادی بودن ترکیب جاذب اکسیژن مذکور، این رویکرد مقیاس پذیر بوده، و تجاری سازی آن امکان پذیر می نماید.