اشاره: 
 آن‌چه درپي مي‌آيد مقاله‌ي «بيوتكنولوژي موادپسماند، تكنولوژي‌هاي محيط زيستي و تكنولوژي توليد سوخت بيولوژيك» از متون آموزشي «مفاهيم مهندسي بيوتكنولوژي» ويژه‌ي خبرنگاران سياستي و سياست‌پژوهان بخش منابع طبيعي است كه در سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران، تدوين شده است.
سرويس مسائل راهبردي ايران، آشنايي با مفاهيم تخصصي و فني در هر حوزه را مقدمه‌ي ايجاد يك عرصه‌ي عمومي براي گفت‌وگوي دانشگاهيان و حرفه‌مندان با مديران و سياست‌گذاران درباره‌ي سياست‌ها و استراتژي‌ها و برنامه‌ها در آن حوزه مي‌داند و اظهار اميدواري مي‌كند تحقق اين هدف، ضمن مستندسازي تاريخ فرآيند سياست‌گذاري عمومي و افزايش نظارت عمومي بر اين فرآيند، موجب طرح ديد‌گاه‌هاي جديد و ارتقاي كيفيت آن در حوزه‌هاي مختلف شود. سرويس مسائل راهبردي ايران ضمن اعلام آمادگي براي بررسي دقيق‌تر نياز‌هاي خبرنگاران و سياست‌پژوهان محترم، علاقه‌مندي خود را براي دريافت (isnakeshavarzi@yahoo.com) مقالات دانشجويان، پژوهشگران، حرفه‌مندان، مديران و سياست‌گذاران محترم در ارائه‌ي عناوين جديد مقالات و يا تكميل يا ويرايش آن‌ها اعلام مي‌كند.  
در ادامه متن كامل اين مقاله به‌حضور خوانندگان گرامي تقديم مي‌گردد.

واژگان

هيدروليز: هيدروليز يک فرآيند تجزيه‌ي شيميايي است که در آن از آب براي گسستن پيوندهاي شيميايي يک ماده استفاده مي‌شود.
مونوساکاريد: مونوساکاريدها يا قندهاي ساده جزء کربوهيدرات‌هاي کوچک هستند که ميان 3 تا 9 اتم کربن در ساختمان آنها وجود دارد.
اليگوساکاريد: واژه‌ي اليگوساکاريد اشاره به ترکيبات گلوکوزيدي دارد که از 3 تا 10 واحد مونوساکاريدي تشکيل شده‌اند، فراوان‌ترين اليگوساکاريدهاي موجود در طبيعت، دي ساکاريدها (ساکاروز و لاکتوز) مي باشند.
بيومَس(Biomass): بيومَس يک منبع انرژي تجديد شونده است که با سوزاندن مستقيم آن، توسط سيستم‌هاي هضم کننده‌ي بي‌هوازي، تقطير تخريبي، تبديل به گاز، هيدروليز شيميايي و زيست شيميايي مي‌توان از آن به شکل منبع مستقيم انرژي و يا ترکيبات حامل انرژي استفاده کرد.
بيوگاز: فراورده‌هاي گازي حاصل از توليد متان توسط تخمير سرگين جانوران را معمولاً بيوگاز مي نامند.

*موادخام براي فرآورده‌هاي بيوتکنولوژي*

موادخام حاوي قند، نيشکر و غلات سودمندترين و در دسترس ترين موادخام براي فرآورده‌هاي بيوتکنولوژي هستند، اما با توجه به اين‌که استفاده‌هاي سنتي از قند با راه‌هاي کارآمدتري جايگزين مي شوند، وجود مازاد موادقندي در بازار فروش، انگيزه‌اي براي توسعه کاربردهاي جديد خواهد بود.
از جمله فرآورده‌هاي کشاورزي مي‌توان به مواد حاوي نشاسته، شامل انواع غلات، نظير ذرت، برنج و گندم اشاره کرد که به‌عنوان ماده‌ي خام در صنعت بيوتکنولوژي به‌کار برده مي شوند. در اين ميان بايد به معايبي که در برخي از اين مواد خام وجود دارد نيز توجه داشت؛ براي نمونه نشاسته بايد به کمک فرآيند هضم يا هيدروليز به مونوساکاريدها يا اليگوساکاريدها تجزيه شود. توجه به اين نکته ضروري است که در بسياري از فرآيندهاي بيوتکنولوژيک، از نشاسته در جهت توليد سوخت، استفاده مي گردد.

*استراتژي‌هاي بيوتکنولوژيک در بکارگيري پسماندهاي آلي مناسب*

اهداف اصلي بيوتکنولوژي بهبود مديريت و استفاده از مقادير عظيم پسماند مواد آلي است که در سراسر جهان يافت مي شود، درصورت استفاده از اين پسماندها يکي از منابع آلودگي، بويژه‌ي آلودگي آب از بين خواهد رفت. مهمتر از آن با بکارگيري فرايندهاي بيوتکنولوژيک اين پسماندها به شکل فراورده‌هاي فرعي مفيد در مي آيند. ملاس چغندر قند و آب پنير دو ماده‌ي پسماندي است که در کاربردهاي تخميري به‌طور فراوان مورد استفاده قرار مي گيرند. ملاس فراورده‌ي فرعي صنايع قند است و تقريباً 50درصد مواد قندي دارد. ملاس به‌عنوان منبعي براي توليد آنتي بيوتيک‌ها، اسيدهاي آلي و مخمرهاي تجارتي جهت نانوايي به‌طور وسيعي بکار مي رود و مستقيماً نيز در تغذيه‌ي حيوانات کاربرد دارد؛ از آب پنير هم که طي توليد پنير بدست مي آيد، به‌عنوان منبع اصلي تخمير استفاده مي کنند.

از جمله استراتژي‌هاي بيوتکنولوژيک در به‌کارگيري پسماندهاي آلي مي توان به موارد زير اشاره كرد:
1. بالابردن کيفيت پسماندهاي غذايي براي مناسب ساختن آنها در جهت استفاده‌ي انسان.
2. تغذيه‌ي ماکيان‌ها، خوک‌ها، ماهي‌ها يا ساير جانوران تک معده‌اي که مي‌توانند به‌طور مستقيم از پسماندها، خواه به شکل اوليه و يا پس از فرآوري آنها، استفاده کنند.
3. تغذيه‌ي چهارپاياني همانند گاو و ساير نشخوارکنندگان توسط پسماندهاي غذايي که به دليل محتواي بالاي فيبر آنها، وجود برخي سموم يا علل ديگر براي جانوران تک معده‌اي قابل استفاده نيستند.
4. توليد بيوگاز (متان) و ساير فرآورده‌هاي تخميري، در جايي که به‌عمل آوردن مقدماتي پسماندها براي تغذيه مقرون به‌صرفه نباشد.
5. انتخاب ديگر اهداف همانند استفاده مستقيم به‌عنوان سوخت، مواد ساختماني، استخراج موادشيميايي و غيره.

*تکنولوژي‌هاي محيط زيستي*

کار تصفيه کننده‌هاي بيولوژيکي متکي بر توانايي متابوليسمي ميکروب‌هايي است که به منظور انجام عمليات تصفيه مورد استفاده قرار مي گيرند. خصوصيت بنيادي تصفيه کننده بيولوژيک آنست که بايد حاوي انواع ميکروارگانيسم هايي باشد که توانايي تجزيه هر نوع ترکيب وارد شده به سيستم را داشته باشد. در واقع کاربرد ميکروارگانيسم‌ها در تصفيه‌ي پساب و فاضلاب بزرگترين جنبه‌ي کاربردي ميکروارگانيسم‌ها محسوب مي گردد. بدين ترتيب تصفيه فاضلاب (پساب‌هاي خانگي يا صنعتي) بزرگترين صنعت در ميان صنايع بيوتکنولوژيک و در عين حال ناآشناترين آنها براي توده‌ي مردم است. از اين تکنولوژي مي توان جهت تصفيه فاضلاب و زدودن باکتري‌هاي عفوني مضر براي انسان و جانداران، جهت سميت زدايي از انواع حشره کش‌ها، جهت تجزيه نفت و پاکسازي سکوهاي نفتي، استخراج فلزات ارزشمند از پساب‌هاي نفتي و صنايع معدني استفاده كرد.

*تکنولوژي توليد سوخت بيولوژيک*

بحث «بحران انرژي» که در سراسر جهان به گوش مي رسد توجه همه را به ماهيت محدود منابع سوخت فسيلي جلب کرده است. اين بحران همراه با افزايش چشمگير صنعتي شدن بسياري از کشورهاي جهان سوم موجب فشار اقتصادي و بازرگاني زيادي براي دستيابي به منابع مطمئن و ارزان‌تر انرژي شده است. به اين ترتيب تنها منبع جايگزين براي صنايع شيميايي، فرآورده‌هاي فتوسنتزي يعني قندها، نشاسته و سلولز خواهد بود.
از سه راه اصلي مي توان به منابع بيومَس دست يافت:
1. کشت محصولات داراي انرژي (نيشکر، غلات، درختان ويژه)
2. جمع آوري رويش‌هاي طبيعي (علوفه، خاشاک، الوار، جلبک‌ها)
3. بکارگيري پسماندهاي کشاورزي و ساير پسماندهاي آلي.
تبديل بيومَس حاصل به سوخت‌هاي قابل استفاده را مي توان از راه‌هاي زيست شناختي يا شيميايي و يا ترکيبي از اين دو انجام داد. دو فرآورده اصلي حاصل، متان يا اتانول هستند، گرچه برحسب بيومَس اوليه و فرايندهاي بکار رفته ساير فراورده‌ها، براي نمونه سوخت‌هاي جامد، هيدروژن، گازهاي کم انرژي، متانول و هيدروکربن‌هاي با زنجيره‌ي بلند نيز پديد مي آيند.
در اين ميان مشکل کمبود آب موجب شده است در مواردي که ساير شرايط، مانند شدت تابش خورشيد، ساعات تابش ساليانه‌ي آفتاب، زمستان‌هاي ملايم و زمين‌هاي فراوان با کيفيت خوب فراهم است، اغلب عدم بارش کافي باران به‌عنوان عامل محدود کننده عمل مي‌کند. بدين ترتيب کشت محصولات داراي انرژي بيشتر را با مشکل مواجه مي سازد. به همين دليل، در بيشتر نواحي دنيا، مطالعات در جهت استفاده از پسماندهاي آلي، براي نمونه پسماندهاي کشاورزي، شهري و صنعتي صورت مي پذيرد که تبديل آنها به سوخت‌هاي زيستي (سوخت‌هاي بيولوژيک) جايگزين خوبي براي انرژي نفت و نيز مواد شيميايي خواهد بود.

منابع:
• کتاب بيوتکنولوژي؛ تأليف جان ا. اسميت؛ ترجمه علي فرازمند؛ انتشارات دانشگاه علامه طباطبايي تهران.
• کتاب مهندسي بيوشيمي؛ تأليف دکتر منوچهر وثوقي؛ مؤسسه انتشارات علمي دانشگاه صنعتي شريف