تحويلُ نفايات مصانع الألبان السائلة إلى وقودٍ للطائرات

يُخلّف كُل لترٍ من الحليب الداخل في صناعة منتجات الألبان لترين آخرين من النفايات السائلة في المصنع، كمنتجات الجبن الألماني، الزبادي اليوناني، أو الجبن الطازج. وتُعرف هذه النفايات السائلة بـ “مصل اللبن الحامض”، ولا يُمكن استخدامها بكمياتٍ كبيرةٍ لتغذية الحيوانات بسبب حمضيتها العالية، فهي غنيةٌ بالمواد العضوية كاللاكتوز ويجب معالجتها، أو استخدامها كسمادٍ في المزارع عبر نشرها على الأرض الزراعية .

يدرس الأستاذ المحاضر في التقنية الحيوية والبيئية في جامعة توبينغن وهو لارس أنجيننت إمكانية تحويل هذه الكميات الكبيرة من النفايات السائلة إلى منتجاتٍ قيّمةٍ، فاستخدم وعاءً يحوي أنواعاً مختلفةٍ من البكتيريا يُعرف بمفاعل الميكروبات، ويقول:” يُعدّ هذا المفاعل مزرعةً مفتوحةً، ما يعني أنه يسمح للبكتريا بالدخول والنمو من المحيط الخارجي بطريقةٍ مشابهةٍ لميكروبات الأمعاء، ولا تتطلب هذه العملية تعقيماً للوعاء أو للنفايات السائلة، ويتم اختيار البكتريا وخدعها لإطالة البنية الكربونية للمواد الكيميائية باستخدام عملية تُسمى إطالة السلسلة”.

يشرح أنجيننت العملية: “حفظنا اثنين من مفاعلات الميكروبات تحت درجات حرارةٍ مختلفة ووضعناهما في تسلسل، فوُجد أن  المفاعل الساخن الأول ذو الخمسون درجةً مئويةً يُحوّل جميع السكر إلى حمضٍ وسيطٍ، وهو نفس الحمض الذي يُعطي الحليب مذاقاً حامضاً عند تركه في الثلاجة لمدةٍ طويلةٍ جداُ. أما مفاعل الميكروبات الدافئ الثاني ذو الثلاثون درجةً مئويةً فأجري عملية إطالة السلسلة إلى أن تكون منتجٌ ذو ستٍ إلى تسع ذراتٍ من الكربون المتتالية”. فبحث فريق أنجيننت للتقنية الحيوية البيئية لمعرفة نوع البكتريا التي نمت في مفاعلي الميكروبات المختلفين.

يقول أنجيننت: “يُمكن استخدام المُنتج الجديد مرةً أخرى لتغذية الحيوانات كمضادٍ ميكروبي لمنع الأمراض، أو يُعالج على نحوٍ إضافي في مصفاةٍ  ليتحول إلى وقود طائرات”، وبما أن المُنتج من المفاعل الحيوي للميكروبات يحوي على ست إلى تسع ذراتٍ متتاليةٍ من الكربون، فإنه يُصبح أكثر شبهاً بالزيت ويمكن فصله عن الماء الذي أُنتج منه، كما يجب تنقيته وتصفيته  بعد ذلك. ويضيف أنجيننت: ”نحن نصنع زيتاً حيوياً تُفرزه البكتيريا، والابتكار في هذا البحث العلمي هو أن العملية لا تحتاج إلى موادٍ كيميائيةٍ أخرى غنيةٍ بالكربون، بل تتطلب النفايات السائلة بعينها فقط، حيث أن عملية إطالة السلسلة كانت تتطلب في السابق مواداً كيميائيةً إضافيةً ومُكلفة”.

إنّ إنتاج الزيت الحيوي جزءٌ من عملية التطوير لاقتصادٍ دائري، بحيث يُعاد تدوير جميع النفايات إلى منتجاتٍ قيمةٍ، ويختتم أنجيننت بقوله: ”يكون الاقتصاد الدائري المتكامل مستديماً فقط إذا نتجت كل الطاقة من مصادرٍ متجددةٍ، في حين يأتي الكربون للمواد الكيميائية من بقايا ثاني أكسيد الكربون والنفايات الأخرى الغنية بالكربون مثل مصل اللبن الحامض”. أما الآن فهناك حاجةٌ للقيام بالمزيد من العمل لدراسة إمكانية تحويل أنواع المياه الملوثة الأخرى إلى هذه المواد الكيميائية المفيدة.