Atmosferden Karbon Yakalamada Doğa Temelli Çözüm

Mikrobiyal canlı çeşitliliği içerisinde yer alan mikroalgler, çevreleriyle etkileşimleri ve fiziksel özellikleri bakımından
oldukça zengindir. Protein ve omega-3 açısından zengin yağlar gibi değerli biyomolekülleri yüksek miktarlarda üretebilme potansiyelleri nedeniyle stratejik ürünler olarak büyük bir umut vaat etmektedirler. Uygulamada bazı zorluklar olamasına rağmen, söz konusu zorluklara çözüm olarak, dikey yarı-kapalı fotobiyoreaktörlerin kullanımı önerilmektedir. Bu sistemler, fotobiyoreaktör teknolojisini dikey tarım prensipleriyle sorunsuz bir şekilde birleştirmektedir. Fotobiyoreaktörler, en önemli sera gazı olan karbondioksitin (CO2) biyokütle üretimine dönüştürülmesi, hava kalitesinin iyileştirilmesi ve iklim parametrelerinin düzenlenmesi gibi süreçlere katkıda bulunurlar. 

Bu kapsamda güncel bir makale incelemesi aşağıda verilmiştir:

Güney Kore’den araştırmacılar endüstriyel bir yosun türü olan, yenilebilen ve özellikle uzak doğuda milyar dolar seviyesinde ticareti olan Pyropia deniz yosunu yetiştirme alanlarının atmosferden karbondioksiti (CO2) yakalama potansiyelini inceledikleri bir bilimsel makaleyi “Aquaculture” isimli dergide yayımlandı (https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2024.741293). Öne çıkan bazı başlıklar:

Ø  Çalışmada, Pyropia deniz yosunu yetiştiriciliğinin CO2yakalama yoluyla iklim değişikliğini azaltma konusunda önemli bir potansiyele sahip olduğu vurgulanmaktadır.

Ø  Pyropianın karbon yakalama etkinliğinin (brüt primer üretim / solunum (P/R) oranı) 5 ile 14 arasında değiştiği bildirilmiş, bu da verimli bir karbon fiksasyonu olduğunu gösterir.

Ø  Pyropia yetiştirme alanlarının (Seaweed aquaculture beds; SAB’ler) karbon yakalama oranı ayda 2143 kt C’a kadar yükselmiş.

Ø  Güney Kore’de tüm yetiştirme dönemi boyunca (Aralık’tan Mart’a) Pyropia SAB’lerin toplamda 6789 kt karbon tuttuğu tahmin edilmektedir.

Ø   Pyropia thallus deniz yosununun 1 gramı günde ortalama olarak 37 mg karbon (135 mg CO2) tüketirken, metrekare başına günde 80-150 g karbon tuttukları bildirilmiş.

Karbon Yakalama ve Depolama Teknolojisi

ABD’den araştırmacıların karbondioksit giderme teknolojilerinin 2050 net sıfır hedeflerine ulaşmada etkinliği ve maliyeti gibi hususları değerlendirdikleri bir makale “Energy and Climate Change” isimli dergide yayımlandı (Cilt 5, 2024, 100143). Öne çıkan bazı başlıklar:

*Biyoyakıtların karbon yakalama ve depolama ile birlikte kullanımı (BECCS), doğrudan hava yakalama (DAC) ve ağaçlandırma gibi karbon dioksit giderme (CDR) teknolojileri, derin dekarbonizasyon senaryolarında kilit teknolojiler olduğu ve yıllık önlenen karbondioksit (CO2) emisyonlarının %40-60’ını oluşturacağı belirtilmiş.

*2025’ten 2050’ye kadar, ABD için CDR teknolojileriyle kümülatif CO2 azaltımının 37 ila 47 GtCO2 arasında değişebileceği (yılda ∼2 GtCO2) tahmin edilmiş.

*Çalışma, BECCS’in 2035’ten sonra emisyon azaltımına önemli bir katkıda bulunabileceğini, net negatif CO2 emisyonu elde etmek için bir fırsat sunduğunu ve orta vadede BECCS ile CO2 depolama işleminin CO2 fiyatına bağlı olacağını belirtirken BECCS uygulamasının yaklaşık 70$/tCO2 karbon fiyatıyla başladığını ortaya koymaktadır.

*Uzun vadede BECCS ile CO2 depolama işlemi tüm senaryolarda artmakta ve net-sıfır CO2 senaryolarında 2050 yılına kadar yıllık ∼0.89 GtCO2 seviyesine ulaşmaktadır. DAC teknolojisinin ise yüksek maliyeti nedeniyle kısa vadede uygulanabilirliği düşük bulunmuştur.

Bitkilerden Katma Değerli Biyoaktif Madde Üretimi için Süperkritik Ekstraksiyon

Polanyalı araştırmacılar tarafından hazırlanan bitki yan ürünlerinden katma değerli biyoaktif maddeler elde etmek için süperkritik ekstraksiyon tekniklerinin (SFE) incelendiği bir derleme makale “Foods” dergisinde yayımlandı. Bu makale ile ilgili kısa bilgiler:

Yazarlar, SFE’nin, geleneksel ekstraksiyon yöntemlerine kıyasla birçok avantajı olduğunu ve sürdürülebilir bir biyoteknoloji aracı olarak önemli bir potansiyele sahip olduğunu savunmaktadır.

Makalede ele alınan konular:

 

  • Ekstraksiyon teknikleri: Soxhlet, buhar distilasyonu, sıvı-sıvı ve katı faz ekstraksiyonu gibi geleneksel yöntemlere karşın Süperkritik ekstraksiyon (SFE), ultrason destekli ekstraksiyon (UAE), mikrodalga destekli ekstraksiyon (MAE), enzim destekli ekstraksiyon (EAE), basınçlı sıvı ekstraksiyonu (PLE), yüksek voltajlı elektrik boşaltımı (HVED), darbeli elektrik alanı (PEF) gibi yenilikçi tekniklerden bahsediliyor.
  • SFE’nin temel prensipleri: SFE, sıvı ve gaz arasındaki kritik noktanın üzerindeki bir sıcaklık ve basınçta süperkritik bir akışkan kullanarak maddelerin ayrıştırılması işlemidir. Süperkritik akışkan, hem sıvı hem de gazın özelliklerini gösterir ve bu da onu çözücülük ve penetrasyon yeteneği açısından benzersiz kılar.
  • Değerli biyoaktif maddelerin üretimi: Bitki yan ürünlerinde, antioksidanlar, antimikrobiyal ajanlar, enzim inhibitörleri ve anti-inflamatuar bileşikler gibi çeşitli biyoaktif maddeler bulunur. Bu maddeler, farmasötik, kozmetik ve gıda endüstrilerinde kullanılma potansiyeline sahiptir.
  • SFE’nin biyoaktif madde ekstraksiyonu için farklı uygulamaları: Makalede, SFE’nin çeşitli bitki yan ürünlerinden biyoaktif madde ekstraksiyonu için kullanıldığı çeşitli çalışmalar özetlenmektedir. Bu çalışmalar, SFE’nin, geleneksel ekstraksiyon yöntemlerine kıyasla daha yüksek verim ve saflık sağlayabildiğini göstermiştir.
  • SFE’nin avantajları ve dezavantajları: SFE’nin avantajları arasında yüksek verim, saflık, seçicilik ve düşük çevresel etkiler ön planda iken, dezavantajları arasında yüksek ekipman ve işletme maliyeti öne çıkıyor.
  • SFE’nin gelecekteki potansiyeli: Yazarlar, SFE’nin biyoaktif maddelerin elde edilmesi için önemli bir araç olmaya devam edeceğine ve sürdürülebilir bir biyoteknoloji aracı olarak potansiyele sahip olduğunu vurgulamaktadır.
  •  
  • Kaynak: “Supercritical Extraction Techniques for Obtaining Biologically Active Substances from a Variety of Plant Byproducts”

    Yazarlar: Filip Herzyk, Dorota Piłakowska-Pietras, Małgorzata Korzeniowska Dergi: Foods (MDPI) Cilt: 13, Sayı: 11, Makale No: 1713