आईआईटी मंडी की टीम कृषि अवशेष, कागज के कचरे को उपयोगी रसायनों में बदलेगी

भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान मंडी के शोधकर्ताओं ने माइक्रोबियल जोड़े की पहचान की है जो प्रभावी रूप से सेलूलोज़ - कृषि अवशेषों और कागज़ के कचरे में मौजूद एक प्रमुख घटक - को उपयोगी रसायनों, जैव ईंधन और कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त कार्बन में परिवर्तित कर सकते हैं।

प्लांट ड्राई मैटर, जिसे लिग्नोसेल्यूलोज के रूप में भी जाना जाता है, पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में नवीकरणीय सामग्रियों में से एक है। कृषि, जंगलों और उद्योगों से निकलने वाले लिग्नोसेल्यूलोसिक कचरे को बायोप्रोसेसिंग नामक प्रक्रिया का उपयोग करके बायोएथेनॉल, बायोडीजल, लैक्टिक एसिड और फैटी एसिड जैसे मूल्यवान रसायनों में परिवर्तित किया जा सकता है।

हालाँकि, बायोप्रोसेसिंग में कई चरण शामिल होते हैं और अवांछित रसायनों को छोड़ सकते हैं, जिसके लिए कई धोने और अलग करने के चरणों की आवश्यकता होती है, जिससे लागत बढ़ जाती है।

लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास को उपयोगी रसायनों में बदलने के लिए वैज्ञानिक समेकित बायोप्रोसेसिंग (सीबीपी) नामक एक अभिनव विधि की खोज कर रहे हैं।

इस विधि में सैक्ररिफिकेशन - सेल्युलोज का सरल शर्करा में रूपांतरण - और किण्वन - साधारण शर्करा का शराब में रूपांतरण - एक चरण में शामिल है। इसे प्राप्त करने का एक तरीका सिंथेटिक माइक्रोबियल कंसोर्टियम (सिनकॉन्स) का उपयोग करना है।

SynCONS विभिन्न सूक्ष्मजीवों का एक संयोजन है; इस मामले में, दो प्रकार के रोगाणुओं का चयन किया जाता है, एक पवित्रीकरण और दूसरा, किण्वन लाता है।

रोगाणुओं का एक संयोजन जो उच्च तापमान (थर्मोफिलिक कंसोर्टिया) पर स्थिर होता है, विशेष रूप से उपयोगी होता है क्योंकि किण्वन एक गर्मी-विमोचन प्रक्रिया है।

आईआईटी मंडी के वैज्ञानिकों ने पायरोलिसिस के बाद सेल्युलोज प्रोसेसिंग प्रक्रिया के लिए दो सिंकोन सिस्टम का अध्ययन किया। पायरोलिसिस, एक विधि जो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में कार्बनिक पदार्थों को 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म करके विघटित करती है, को माइक्रोबियल बायोप्रोसेसिंग के साथ एकीकृत किया गया था।

पायरोलिसिस अप्रयुक्त कच्चे माल और उपयोगी कार्बन में गठित साइड-उत्पादों को परिवर्तित करता है। पायरोलिसिस अपना काम पूरा करने के बाद रोगाणुओं को भी नष्ट कर देता है, जिससे सुरक्षित निपटान की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

"हमने SynCONS बनाने के लिए कई सूक्ष्मजीवों का विश्लेषण किया जो सेलूलोज़ को इथेनॉल और लैक्टेट में परिवर्तित कर सकता था। हमने दो SynCONS - एक कवक-जीवाणु जोड़ी और एक थर्मोफिलिक जीवाणु-जीवाणु जोड़ी विकसित की - जिनमें से दोनों ने क्रमशः 9 प्रतिशत और 23 प्रतिशत की कुल पैदावार के साथ प्रभावी सेलूलोज़ गिरावट का प्रदर्शन किया। अवशेष बायोमास के पायरोलिसिस के बाद, हमें वांछनीय भौतिक-रासायनिक गुणों के साथ एक कार्बन सामग्री प्राप्त हुई," आईआईटी मंडी के डॉ श्याम कुमार मसाकापल्ली ने एक बयान में कहा।

शोधकर्ताओं ने थर्मोफिलिक SynCONS के साथ एक और इंजीनियर किण्वक साथी को शामिल करके उच्च इथेनॉल पैदावार (33 प्रतिशत) प्राप्त की। सैक्रिफिकेशन के लिए सेल्युलोज-अभिनय एंजाइम (सेल्युलेस) के सह-उपयोग से इथेनॉल की 51 प्रतिशत उपज हुई।

"डिज़ाइन किए गए माइक्रोबियल कंसोर्टिया को सेल्युलोज के बायोप्रोसेसिंग के लिए सेल्युलस, इथेनॉल और लैक्टेट जैसे औद्योगिक एंजाइमों जैसे क़ीमती सामान के लिए अपनाया जा सकता है। एक बार बढ़ाए जाने के बाद, यह प्रक्रिया बायोरिएक्टरों में स्थायी रूप से बायोएथेनॉल और अन्य हरित रसायन उत्पन्न कर सकती है। पाइरोलिसिस के बाद प्राप्त कार्बन का उपयोग जल निस्पंदन और इलेक्ट्रोड जैसे अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला में किया जा सकता है," डॉ. स्वाति शर्मा, आईआईटी मंडी ने कहा।