Algaculture 작동 원리

Algaculture는 조류의 상업적 재배입니다. 조류 (단수는 "조류", 라틴어로 "해초"를 의미하지만 하나만 찾을 수 없음)는 물에서 자라는 단순한 녹색 식물입니다. 녹색은 풀, 나무 , 옥수수 처럼 광합성을 통해 자신의 음식을 생산한다는 것을 의미 합니다. 조류는 크게 두 가지 형태로 나옵니다. 거대 조류 는 해초입니다. 다시마는 바다에서 180 피트 (55 미터) 이상까지 자랍니다 [출처 : Edwards ]. Nori는 초밥을 감싸는 다양성입니다. 미세 조류 는 물에 떠 다니는 작은 단세포 식물로 각각 현미경으로 만 볼 수 있습니다.

조류 재배는 새로운 것이 아닙니다. 해초는 최소 1,500 년 전에 일본에서 처음 재배되었으며 조류 생산은 여전히 ​​일본에서 큰 사업입니다 [출처 : Guiry ]. Dulse는 오랫동안 영국 제도에서 먹어 왔으며 미세 조류 스피루리나는 16 세기 멕시코의 아즈텍 인에 의해 수확되었습니다. 인간의 음식을 제공하는 것 외에도 해조류는 비료로 사용되었습니다. 그들은 수프에서 치약에 이르기까지 모든 것에 나타나는 식품 농축기 카라 겐 및 기타 겔 화제 및 안정제를 제공합니다. 전 세계적으로 조류 생산은 60 억 달러 규모의 사업입니다 [출처 : 유엔 식량 농업기구 ].

오늘날 조류는 에너지를 제공하고 환경 위협에 대처할 수있는 잠재력 때문에 새로운 관심을 끌고 투자를 재조정하고 있습니다. 해조류의 유기물 덩어리의 일부는 오일 형태를 취하며, 이는 압착되어 바이오 디젤 연료로 전환 될 수 있습니다. 조류는 기름을 생산하는 효율성에서 육상 식물을 이겼습니다. 일부 종류의 조류는 가솔린과 제트 연료로 정제 할 수있는 오일을 생산합니다. 식물의 탄수화물 부분은 에탄올 생산을 위해 발효 될 수 있습니다.

조류는 굴뚝에서 쏟아지는 온실 가스 인 폐 이산화탄소를 사용 가능한 제품으로 전환 할 수 있습니다. 오염 물질을 바이오 매스로 전환하여 더러운 물을 깨끗하게 할 수 있습니다. 그들은 의약품 및 화장품에 추가로 사용됩니다.

이 모든 잠재력을 가진이 "잡초"는 확실히 더 자세히 살펴볼 가치가있는 것 같습니다.

내용

1. 조류의 약속
2. 조류의 상업적 재배
3. 조류 수확 및 가공
4. 조류의 다양한 용도
5. 저자의 노트

조류가 최근 몇 년 동안 흥분을 불러 일으키고 연구 투자를 유치한 이유는 무엇입니까? 모든 녹색 식물과 마찬가지로 조류는 세포에 엽록체 를 포함합니다 . 이 작은 구조는 빛 에너지를 사용하여 탄소와 물을 단당으로 결합하는 분자 인 엽록소로 충전됩니다. 세포는 이러한 당의 일부를 단백질과 지질 또는 오일로 추가로 변형시킵니다.

하지만 조류가 옥수수, 밀, 사과 나무와 같은 일을한다면 왜 그들을 키우는 데 귀찮게할까요? 결국, 개암 나무 열매, 달콤한 롤 및 사과 파이 는 우리 대부분에게 해초 보다 맛이 좋습니다 . 다음은 조류가 그들에게 가져다주는 몇 가지 것입니다.

이러한 모든 장점에 매료 된 조류 경작자들은 식물을 재배하고 수확하는 효율적이고 경제적 인 방법을 찾기 위해 부지런히 노력해 왔습니다. 비용 요소는 현재 조류를 상업적으로 실행 가능하게 만들기 위해 극복해야하는 큰 도전입니다.

모든 조류 재배에는 물, 빛 및 영양분의 세 가지 기본이 필요합니다.

물이 가장 쉽습니다. 마실 수있을 필요는 없습니다. 다양한 종류의 조류는 담수, 바닷물 및 더러운 물에서 잘 자랍니다. 무료이기 때문에 햇빛이 선호되는 빛입니다. 그러나 햇빛은 해조류 덩어리에 3 ~ 4 인치 (7 ~ 10 센티미터) 만 도달하므로 재배자는 조류를 휘저어 모든 조류를 빛에 노출시켜야합니다 [출처 : Chemeurope.com ]. 주요 영양소는 이산화탄소이며 공기 또는 기타 공급원에서 나올 수 있습니다. 교반 또는 버블 링으로 물에 녹입니다. 재배자는 질소 및 미량 원소와 같은 다른 영양소가 아직 물에 들어 있지 않은 경우 공급해야합니다.

조류 재배를위한 세 가지 기본 시스템이 있으며 각각 장점과 단점이 있습니다.

이 모든 시스템은 물에 떠 다니는 단세포 품종 인 미세 조류를 재배하기 위해 설계되었습니다. 재배자들은 일반적으로 넓은 바다에서 거대 조류를 재배합니다. 물은 이미 조류에 필요한 영양분을 포함하고 있으며 좋은 성장 조건을 제공합니다. 전통적인 방법은 단순히 야생 해조류 를 수확하는 것이 었으며 , 이것은 여전히 ​​전 세계 해안 지역에서 이루어지고 있습니다.

수요가 증가함에 따라 재배자들은 해초를 재배하기 시작했습니다. 다시마와 같은 일부 품종의 경우 포자가 로프에 부착되어 바다에 고정되고 해초가 자랄 수 있습니다. 다른 유형은 그물에 고정되거나 웅덩이에 쌓인 해초 조각에서 자랍니다.

농업은 10,000 년 동안 존재 해 왔습니다 [출처 : Lienhard ]. 조류 재배는 비교적 새로운 것입니다. 과학자들과 엔지니어들은 조류를 효율적으로 기르는 최선의 방법을 적극적으로 연구하고 있습니다. 식물 수확은 집중적 인 연구의 또 다른 주제입니다.

변수 제어

조류 농부는 좋은 작물을 얻기 위해 두 가지 중요한 변수를 제어해야합니다. 물의 pH 수준이 중요합니다. 조류는 pH 7 ~ 9를 선호하며 약 알칼리성입니다. 온도도 중요합니다. 조류는 대부분 화씨 60 ~ 80도 (섭씨 16 ~ 27도)에서 자라며 종마다 선호도가 다릅니다 [출처 : oilgae.com ].

미세 조류를 수확하는 것은 그들이 자라는 물에서 미세한 식물을 제거하여 페이스트로 농축하는 것을 의미합니다. 그런 다음 재배자는 수분을 제거하여 밀도가 높은 바이오 매스를 남겨야합니다. 미세 조류의 미세한 크기는 수확과 관련하여 문제가됩니다.

한 가지 방법은 여과 입니다. 재배자는 조류 세포보다 구멍이 작은 셀룰로스 막을 통해 조류를 포함하는 물을 흐르게 할 수 있습니다. 필터가 조류로 빠르게 채워지고 막히기 때문에 이것은 어려울 수 있습니다. 연구원들은 조류를 효율적으로 여과하는 더 나은 방법을 찾고 있습니다.

응집 , 수확의 또 다른 방법은 점점 수단 조류 덩어리를 함께합니다. 자연적으로 뭉치는 화학 물질이나 조류 유형을 추가하면 미세 조류가 더 쉽게 모이는 덩어리를 형성 할 수 있습니다.

조류를 수확하는 또 다른 방법은 부양 입니다. 여기에서 재배자는 압축 공기를 사용하여 거품과 조류의 거품을 만들어 작은 식물을 표면으로 가져 와서 떼어 낼 수 있습니다.

원심 분리기는 또 다른 수확 방법입니다. 물과 조류로 채워진 용기를 회전 시키면 조류가 한쪽 끝에 모이게됩니다.

작물을 가장 효과적으로 수확하기 위해 조류 재배자는 때때로 이러한 방법을 결합합니다. 그들은 응집을 사용하여 조류 덩어리를 형성 한 다음 부유 또는 원심 분리기로 분리 할 수 ​​있습니다. 미세 조류를 효율적으로 수확하는 방법을 찾는 것은 재배 비용을 낮추는 열쇠입니다.

거대 조류 수확에는 여러 가지 문제가 있습니다. 야생 해조류 채집 은 노동 집약적 인 과정입니다. 통제 된 조건에서 자란 일부 유형의 해조류는 그물로 채집 할 수 있습니다. 로프에서 자란 다시마는 꺼내어 말리기 위해 매달릴 수 있습니다. 얕은 바다의 다시마 숲은 기계로 깎을 수 있으며 해저 다시마 바닥의 꼭대기를 벗길 수 있습니다.

수확이 끝나면 조류는 물을 빼내고 말려야합니다. 원심 분리기는 물을 빼낼 수 있지만 상대적으로 비쌉니다. 일부 시스템은 수확과 가공을 결합하여 물이 빠져 나갈 수 있도록 벨트 필터에 조류를 뿌린 다음 조류의 바이오 매스에서 물을 끌어내는 모세관 매체를 사용하여 더 많은 물을 제거합니다.

다음 단계는 내부의 기름을 추출하기 위해 조류의 세포벽을 부수는 것입니다. 조류는 나사 또는 피스톤 프레스를 통해 주입됩니다. 화학 물질, 전자기 펄스 또는 초음파를 사용하여 세포를 분해 할 수도 있습니다. 기름이 빠져 나가면 남은 바이오 매스는 케이크로 압축되어 동물 사료를 보충하거나 비료로 사용됩니다.

조류는 에너지 분야에서 가장 흥미로운 용도 인 광범위한 용도를 발견했습니다.

조류에 대한 소문은 이것이 재생 가능 에너지의 이상적인 원천이며 궁극적 인 녹색 연료가 될 수 있다는 것입니다. 미국 정부와 Boeing, Chevron 및 Honeywell과 같은 회사의 연구는 조류 재배를 새로운 세대의 에너지를위한 경제적 기반으로 만드는 방법을 개발하고 있습니다 [출처 : Chemeurope.com ]. 매력의 일부는 조류가 전환 될 수있는 연료의 범위입니다.

조류는 실제로 오염 된 물에서 번성하므로 폐수 처리에 사용할 수 있습니다. 조류는 도시, 산업 또는 농업 폐수의 오염 물질을 동물 사료 또는 바이오 매스와 같은 사용 가능한 부산물로 전환하여 에너지로 전환합니다. 조류는 제거 또는 재활용을 위해 자연적으로 중금속을 축적합니다.

기후 변화에 기여하는 온실 가스 인 이산화탄소는 조류가 가장 좋아하는 식품이기 때문에 식물은 탄소 포집에 사용될 수 있습니다 . 그들은 육상 식물보다 훨씬 빠른 속도로 가스를 유기 탄소 화합물로 변환합니다. 1 파운드 (453.6 그램)의 조류는 2 파운드 (907.2 그램)의 이산화탄소를 소비합니다 [출처 : Edwards ]. 석탄을 태우는 발전소의 폐가스를 조류 덩어리에 공급하면 말 그대로 먹습니다. 폐가스는 대기에서 영구적으로 제거하기 위해 저장하거나 화석 연료 사용을 줄이기 위해 연료로 전환 할 수 있습니다.

조류 는 인간의 음식과 보충제 역할을 계속합니다. 사람들은 샐러드와 스시 에서 해초를 먹고 미세 조류 스피루리나로 만든 보충제를 섭취합니다. 조류는 완전한 단백질, 오메가 -3 지방산 및 비타민을 제공합니다. Carageen은 아이리쉬 모스로 알려진 붉은 해초에서 추출하여 증점제로 사용됩니다.

조류는 또한 소와 새우, 조개와 같은 해양 동물의 사료로 사용되고 있습니다. 조류가 처리 된 후 남은 바이오 매스는 때때로 농지에 유기질 비료로 적용될 수 있습니다. 조류는 화장품과 의약품에서도 사소한 용도로 사용됩니다.

조류 재배, 수확 및 가공에 대한 연구는 여러 분야에서 진행되고 있습니다. 그 엄청난 가치를 감안할 때이 단순한 "잡초"가 우리 사회와 경제의 미래에 점점 더 많은 역할을 할 것이라는 데는 의심의 여지가 없습니다.

녹색 원유

당신의 차가 해초로 달리는 것을 상상하는 것이 이상해 보인다면, 다시 생각해보십시오. 오늘날 우리가 휘발유로 전환하는 원료는 해저에 침전물로 뒤덮인 조류 꽃에서 수백만 년에 걸쳐 형성되었습니다. 열과 압축은 작은 식물을 원유로 바 꾸었습니다. 조류 기반 연료의 촉진자들은 이것을 "녹색 원유"라고 부릅니다 [출처 : Jha ].

이 기사를 조사하기 전에 나는 조류와 해초가 같은 작은 녹색 식물의 다른 형태라는 것을 솔직히 몰랐습니다. 나는 식량, 에너지, 오염 통제 등 여러 방향에서 조류의 잠재력에 놀랐습니다. Long Island Sound의 해조류 실험에서부터 West Virginia의 바이오 디젤 노력, Oregon의 탄소 흡수 프로젝트에 이르기까지 파일럿 프로젝트가 모든 곳에서 나타나고있는 것 같습니다. 나는 우리가 조류 혁명의 위기에 처해 있다는 인상을 받았습니다.

관련 기사

출처