शेवाळ उत्पादन प्रक्रिया

शेवाळाचे उत्पादन हे पोषक अन्न, औषधे, जैवइंधनासाठी बायोमास निर्मिती या उद्देशाने घेतले जाते. शेवाळाच्या उत्पादनासाठी आवश्यक घटक हे पुढीलप्रमाणे- (i) प्रकाश (प्रकाश संश्लेषणासाठी) (ii) योग्य तापमान (iii) पोषण तत्त्वे (अन्नद्रव्ये ) (iv) योग्य पीएच आणि क्षारतेचे पाणी. ५) सातत्याने ढवळत राहणे. (i) प्रकाश : शेवाळ शेतीमध्ये प्रकाश हा अत्यंत महत्त्वाचा घटक आहे. प्रकाशाची तीव्रता आणि प्रकाशाचा वेळ हे दोन्ही घटक त्याच्या वाढीस कारणीभूत ठरतात. योग्य प्रकाशाची तीव्रता ठेवण्यासाठी शेवाळशेती ही ओपन टाइप शेततळ्यांमध्ये किंवा पॉलीहाउसमध्ये केली जाते. पॉलीहाऊस हे बंदिस्त असल्याने धूळ व अन्य प्रदुषण होणे रोखता येते. दिवसभर साधारणतः १२ ते १६ तास प्रकाश असल्यास शेवाळाची उत्तम वाढ होते. त्याचप्रमाणे प्रकाश हा सर्वत्र सारखा मिळणे आवश्यक आहे. अनेकवेळा शेवाळाची वाढ होऊन वरील थरामुळे खालील थरापर्यंत प्रकाश पोचत नाही. अशा वेळी स्वयंचलित ढवळणी यंत्राने ढवळत राहण्याची व्यवस्था करावी लागते. जर प्रकाशाची तीव्रता किंवा कालावधी कमी झाला तर शेवाळाची वाढ आणि उत्पादन घटते. त्यासाठी योग्य नियोजन करणे आवश्यक आहे. आदर्श वाढीसाठी १२ हजार लक्स इतक्या तीव्रतेचा प्रकाश १२ तासापर्यंत असावा. (ii) तापमान : प्रकाशाबरोबरच तापमानाचे नियंत्रण करणेही आवश्यक आहे. शेवाळाची वाढ आणि उत्पादन जास्त होण्यासाठी तापमान हे २५ ते ३० अंश सेल्सिअस इतके असणे आवश्यक आहे. (काही प्रजाती या ४० अंश सेल्सिअस किंवा त्यापेक्षाही अधिक तापमानात तग धरतात. कमी तापमान असल्यास कार्बन असिमिलेशन कमी होते आणि वाढ थांबते. तसेच जास्त तापमान प्रकाश संश्लेषणाची प्रक्रिया कमी करते. म्हणून साधारणतः २० ते ३० अंश सेल्सिअस एवढे तापमान असणे आवश्यक आहे. तापमान हे शेवाळामधील रासायनिक प्रक्रियेवर परिणाम करते. (iii) पोषणतत्त्वे -अन्नद्रव्ये ः शेवाळाचे कल्चर करण्यासाठी काही पोषणतत्वेही आवश्यक असतात. काही पोषणतत्वे पाण्यातून मिळतात उदा. हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन. काही पोषणतत्वे आपल्याला बाहेरून द्यावी लागतात उदा. नायट्रोजन, फॉस्फरस, कार्बन, पोटॅशिअम, कोबाल्ट, आयर्न, मॅगनीज, बोरॉन, झिंक इ. फॉस्फरस आणि नायट्रोजन पुरवण्यासाठी योग्य प्रमाणात खते मिसळावी लागतात. नायट्रोजनचे प्रमाण हे ०.५ ग्रॅम प्रति लिटर इतके आणि फॉस्फरस १०.५ मिलिग्रॅम प्रति लिटर असणे आवश्यक आहे. त्यानुसार पोषकतत्वे वापरावी. कार्बन सरळ रीतीने ग्लिसरॉल किंवा ॲसीटेट या रूपात टाकते जाते. (iv) ढवळण्याची क्रिया ः सातत्याने पाणी ढवळत राहणे किंवा हलते राहिल्यास हवा, कार्बन डाय-ऑक्साईड आणि पोषक घटक समान रीतीने मिसळतात. प्रकाश हा सगळीकडे पसरतो. शेवाळाला ऑक्सिजन व कार्बन डायऑक्साईड मिळतो. ही ढवळण्याची क्रिया योग्य प्रकारे न झाल्यास अन्य साऱ्या उपाययोजना वाया जातात. (v) पाण्याचा सामू आणि क्षारता ः पाण्याची सामू पातळी साधारणतः ६ ते ९ इतकी असावी. बऱ्याच प्रजाती या ६ ते ९ सामूमध्ये चांगल्या वाढतात. जास्त पीएच वाढल्यास क्षारता वाढते. बऱ्याचशा शेवाळ वनस्पती या समुद्रातील पाण्यावर चांगल्या प्रमाणात वाढतात. म्हणून खारे पाणी वापरणे स्वस्त आणि सहज शक्य आहे. वरीलप्रमाणे सर्व घटकांचा योग्य प्रमाणात वापर शेवाळ शेतीमध्ये केला जातो. कोणत्या शेवाळ शेतीची मागणी आहे. आपण कोणत्या कारणासाठी ते करणार आहोत, यानुसार योग्य शेवाळ प्रजाती निवडावी. वरील सर्व घटक योग्य प्रमाणात मिळाल्यास साधारणपणे १५ ते २० दिवसांत शेवाळ तयार होते. शेवाळाची शेती करण्याची पद्धत ः

शेवाळापासून बायोइथेनॉलची निर्मिती ः शेवाळशेतीमधून मिळवलेल्या शेवाळावर प्रक्रिया करून बायोइथेनॉल तयार केले जाते. १) शेवाळावर पूर्वप्रक्रिया ः शेवाळातील कर्बोदके, प्रथिने, लिपिड वेगळे करण्यासाठी पेशींचे विभाजन केले जाते. त्यानंतर त्यातील कर्बोदकांचेही लहान घटकांमध्ये (मोनोमर) विभाजन केले जाते. हे सर्व रासायनिक, जैविक, थर्मो केमिकल किंवा थर्मो फिजिकल पद्धतीने केले जाते. २) या किण्वनयोग्य शर्करेपासून (फर्मेंटेबल शुगर) इथेनॉल काढण्यासाठी हायड्रोलिसिस (मुख्यतः ॲसिड हायड्रोलिसिस) प्रक्रिया केली जाते. यामध्ये १२० ते २०० अंश सेल्सिअस तापमान आवश्यक असते. ३) त्यानंतर या शेवाळ साखर कुजवण्याचे काम केले जाते. कुजवण्यासाठी योग्य त्या बुरशी, जिवाणू यांचा वापर केला जातो. हे सूक्ष्मजीव शर्करेपासून इथेनॉल तयार करतात. या प्रक्रियेमध्ये कार्बन डाय-ऑक्साइडही तयार होतो. उदा. क्लोरेला वुलगॅरिस या शेवाळापासून ११.७ ग्रॅम प्रति लिटर इतके जैवइंधन (बायोइथेनॉल) मिळते. अजून बायोइथेनॉल या प्रक्रियेचे व्यावसायिकरण झालेले नाही.

महाराष्ट्र