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बायोइलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं में एक दिन पेट्रोकेमिस्ट्री को प्रतिस्थापित करने की क्षमता है: उदाहरण के रूप में लाइसिन उत्पादन

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हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर फॉर एनवायरमेंटल रिसर्च (यूएफजेड), जर्मनी और क्वींसलैंड विश्वविद्यालय (यूक्यू), ऑस्ट्रेलिया में शोधकर्ताओं ने पाया है कि सफेद जैव प्रौद्योगिकी का विद्युतीकरण केवल एक हरा सपना नहीं है, बल्कि यथार्थवादी आर्थिक क्षमता के साथ पेट्रोकेस्ट्री का विकल्प है। शास्त्रीय चीनी आधारित बायो-प्रोसेस की तुलना में, बायोइलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाएं बेहतर उपज का वादा करती हैं, जो वास्तविक गेम परिवर्तक बन सकती है। जैव उत्पादन सुविधाओं की अगली पीढ़ी न केवल पर्यावरण के अनुकूल हो सकती है, बल्कि अधिक आर्थिक रूप से प्रतिस्पर्धी हो सकती है, यूएफजेड और यूक्यू में वैज्ञानिकों द्वारा संयुक्त रूप से तैयार निष्कर्ष निकाला जा सकता है। वैज्ञानिक पत्रिका केमससकेम में हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने पहली बार इस जैव-प्रक्रिया के उदाहरण का उपयोग करके इस नई तकनीक की आर्थिक क्षमता का विश्लेषण किया।

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ऊर्जा और ईंधन क्षेत्रों के विपरीत जो हरित विकल्प के लिए सरकारी लक्ष्यों से प्रभावित होते हैं, रासायनिक उद्योग मुख्य रूप से बाजार तंत्र द्वारा संचालित होता है। कंपनियां और उपभोक्ता आमतौर पर उत्पादों के लिए हरे रंग के प्रीमियम का भुगतान करने के लिए तैयार नहीं होते हैं। इसका मतलब है कि शास्त्रीय पेट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं की तुलना में, रसायनों के जैव उत्पादन को सस्ता होना चाहिए, या तुलनीय लागत के मामले में, कंपनियों के लिए एक नई उत्पादन प्रक्रिया में निवेश का जोखिम लेने के लिए अतिरिक्त मूल्य प्रदान करना।

फिर भी, यह उम्मीद की जाती है कि जैव व्युत्पन्न, हरी 'रसायनों का हिस्सा अगले दशक में काफी बढ़ेगा। यह बाजार औद्योगिक रसायनों के उत्पादन के लिए जैव प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं पर केंद्रित, तथाकथित, 'सफेद जैव प्रौद्योगिकी' के केंद्र में है, जो चिकित्सा (लाल) और पौधे (हरे) जैव प्रौद्योगिकी से अलग है।

प्रयोगशाला-पैमाने पर उपन्यास प्रक्रियाओं में, बिजली और कार्बन स्रोतों द्वारा संचालित माइक्रोबियल संश्लेषण का उपयोग करके, ईंधन और रसायनों को जैव-इलेक्ट्रोकेमिक रूप से उत्पादित किया जा सकता है।

हालांकि, इलेक्ट्रोकेमिकल और माइक्रोबियल चयापचय प्रतिक्रियाओं के लिए निहित विभिन्न इष्टतम स्थितियों के कारण, सफेद जैव प्रौद्योगिकी का व्यापक विद्युतीकरण अभी भी एक चुनौती है। शोधकर्ताओं ने अपने अध्ययन में हाइलाइट करते हुए वर्तमान ज्ञान अंतराल को अभी भी व्यवस्थित आर एंड डी प्रयास की आवश्यकता है, इससे पहले कि प्रौद्योगिकी को और अधिक व्यापक रूप से पेश किया जा सके।

नई तकनीक की आर्थिक क्षमता का बेहतर अनुमान लगाने के लिए, शोधकर्ताओं ने लाइसाइन उत्पादन के अच्छी तरह से स्थापित बायोप्रोसेस का उपयोग किया और विश्लेषण किया कि कैसे बैक्टीरिया के लिए फ़ीड के रूप में बिजली की आपूर्ति इस प्रक्रिया के अर्थशास्त्र को बदल सकती है।

वैज्ञानिकों ने अब कच्चे माल की लागत में बचत की तुलना की, अगर बिजली चीनी ऑक्सीकरण की बजाय रेडॉक्स पावर के स्रोत के रूप में काम करेगी, ताकि सभी चीनी संभावित रूप से लाइसाइन अणुओं का निर्माण करने के लिए उपयोग की जा सके। ईयू और अमेरिका में विभिन्न बिजली की कीमतों के आधार पर, विभिन्न परिदृश्यों पर विचार किया जाना चाहिए। दो खाद्य महाद्वीपों पर मुख्य फीडस्टॉक और थोक बिजली शुल्क के रूप में सुक्रोज के लिए मौजूदा बाजार मूल्यों को मानते हुए अनुमान लगाया गया था कि विद्युत रूप से बढ़े हुए उत्पादन क्रमश: यूरोपीय संघ और अमेरिका में 8.4% और 18% की लागत बचा सकते हैं। डॉ क्रॉमर (यूक्यू) ने कहा, "इससे डाउनस्ट्रीम प्रसंस्करण में बचत पर विचार नहीं किया जाता है क्योंकि उत्पादों के कम उत्पादन के कारण, बेहतर रेडॉक्स संतुलन के कारण उम्मीद की जाती है।" "यदि कोई अनुमान लगाता है और एक सामान्य 50000 टन प्रति पौधे के लिए दस साल के क्षितिज पर बचत का अनुमान लगाता है, तो कोई यूरोपीय संघ में 30 मिलियन अमेरिकी डॉलर और यूएस में 50 मिलियन अमेरिकी डॉलर बचाएगा।" डॉ हर्निश (यूएफजेड) कहते हैं। हालांकि यह बायो-इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री को सक्षम करने के लिए अतिरिक्त निवेश लागतों को अनदेखा करता है, जिसे वर्तमान में बड़े पैमाने पर विश्वसनीय रूप से अनुमानित नहीं किया जा सकता है, फिर भी यह उदाहरण दिखाता है कि रसायनों के जैव-विद्युत रासायनिक उत्पादन भी आर्थिक दृष्टि से दिलचस्प हो सकते हैं।

बायोइलेक्ट्रोकेमिकल टेक्नोलॉजी दूर तक पहुंचने वाली क्षमता के साथ एक दृष्टिकोण है, जो इस तथ्य से समर्थित है कि टिकाऊ रसायन शास्त्र के लिए समर्पित एक पत्रिका केमससकेम, अपने कवर पेज पर वर्तमान अध्ययन को हाइलाइट करता है।

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कहानी स्रोत:

हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर फॉर एनवायरनमेंटल रिसर्च - यूएफजेड द्वारा प्रदान की जाने वाली सामग्री। नोट: सामग्री शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।


जर्नल संदर्भ :

  1. फाल्क हर्निश, लुइस एफएम रोसा, फ्रैक्यूक क्रैक, बर्नार्डिनो विर्डिस, जेन्स ओ। क्रॉमर। विद्युत जैव प्रौद्योगिकी को विद्युतीकरण: विद्युत-संचालित जैव उत्पादन का इंजीनियरिंग और आर्थिक क्षमताChemSusChem, 2015; 8 (5): 758 डीओआई: 10.1002 / सीएसएससी.201402736