بيوتكنولوژي ميكروبي و مهندسي فرايندهاي زيستي در مديريت پايدار پسماندهاي كشاورزي: آخرين دستاوردها

Microbial biotechnology and bioprocess engineering in sustainable management of agricultural residues: latest achievements

سالانه در كشور نزديك به 200 ميليون تن انواع پسماندها و ضايعات كشاورزي از قبيل كاه و كلش، باگاس، سرشاخه هاي درختان و پسماندهاي شهري توليد مي شود كه عدم مديريت صحيح آنها منجر به ايجاد معضلات محيطي متعدد مي شود. اين پسماندها و ضايعات داراي قابليت استفاده براي توليد انواعي از فراورده هاي زيستي با ارزش افزوده بالا هستند. بيوتكنولوژي ميكروبي و مهندسي فرايندهاي زيستي از مهمترين راهكارهاي مناسب براي ايجاد ارزش افزوده در اين پسماندها مي باشد. در اين راستا، پژوهشگاه بيوتكنولوژي كشاورزي طي 15 سال گذشته در خصوص توليد فراورده هاي زيستي از پسماندهاي مهم كشاورزي و شهري شامل باگاس و سرشاخه نيشكر، كاه و كلش برنج و پسماندهاي شهري برنامه منسجمي را با همكاري بخش خصوصي اجرا نموده است كه نتيجه آن دستيابي به دانش هاي فني مخنلف شامل توليد بيوكمپوست غني شده، توليد هيوميك اسيد و توليد بيوگاز و بيواتانول در سطح آزمايشگاهي، پايلوت و در برخي موارد به سطح تجاري رسيده است. در اين راستا، با روش هاي كلاسيك ميكروبيولوژي، ژنوميكس و متاژنوميكس، سويه هاي بومي موثر در توليد سريع بيوكمپوست غني شده و هيوميك اسيد از فرايندهاي موجود جداسازي، شناسايي و ارزيابي شده، سپس به كمك اين سويه ها، مواد افزودني و طراحي مهندسي فرايندهاي زيستي، توليد سريع بيوكمپوست غني شده، هيوميك اسيد و بيوگاز در سطح آزمايشگاهي، پايلوت، نيمه صنعتي و صنعتي بهينه سازي شده است. سه دانش فني توليد بيوكمپوست از پسماندهاي نيشكر، پسماندهاي شهري و پسماندهاي برنج به مرحله تجاري، توليد انبوه و ترويج به كشاورزان رسيده است. همچنين توليد هيوميك اسيد و ييوگاز نيز با همكاري بخش خصوصي به مرحله پايلوت رسيده و توليد نيمه صنعتي آنها در دست اقدام مي باشد

Annually, about 200 million tons of different kinds of lignocellulosic agricultural wastes and residues such as crops straw and stalk, bagasse, branches of trees and municipal solid wastes are produced in the country, and their lack of proper management in many cases leads to different environmental problems. These residues and wastes could be used to produce a variety of value-added bioproducts using microbial biotechnology and bioprocess engineering. During the past 15 years, a megaproject has been performed in ABRII with collaboration of private sector to produce bioproducts from sugarcane bagasse and stalks, rice straw, and municipal wastes. To do this, the native effective microbial strains in the rapid production of enriched biocompost and humic acid were isolated, identified and evaluated from the existing processes using the classical methods of microbiology, genomics and metagenomics. Following, using these strains, additives and design of new bioprocesses, the rapid production of enriched biocompost, humic acid and biogas has been optimized at the laboratory, pilot, semi-industrial and industrial levels. Finally, 3 technologies of fast production of enriched biocompost from sugarcane waste, municipal waste and rice straw has reached the commercial stage, and extension to farmers. Moreover, the production of humic acid and biogas has reached the pilot stage with the cooperation of the private sector, and their semi-industrial production is in pipeline.