بیوتکنولوژی میکروبی و مهندسی فرایندهای زیستی در مدیریت پایدار پسماندهای کشاورزی: آخرین دستاوردها

سالانه در کشور نزدیک به 200 میلیون تن انواع پسماندها و ضایعات کشاورزی از قبیل کاه و کلش، باگاس، سرشاخه های درختان و پسماندهای شهری تولید می شود که عدم مدیریت صحیح آنها منجر به ایجاد معضلات محیطی متعدد می شود. این پسماندها و ضایعات دارای قابلیت استفاده برای تولید انواعی از فراورده های زیستی با ارزش افزوده بالا هستند. بیوتکنولوژی میکروبی و مهندسی فرایندهای زیستی از مهمترین راهکارهای مناسب برای ایجاد ارزش افزوده در این پسماندها می باشد. در این راستا، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی طی 15 سال گذشته در خصوص تولید فراورده های زیستی از پسماندهای مهم کشاورزی و شهری شامل باگاس و سرشاخه نیشکر، کاه و کلش برنج و پسماندهای شهری برنامه منسجمی را با همکاری بخش خصوصی اجرا نموده است که نتیجه آن دستیابی به دانش های فنی مخنلف شامل تولید بیوکمپوست غنی شده، تولید هیومیک اسید و تولید بیوگاز و بیواتانول در سطح آزمایشگاهی، پایلوت و در برخی موارد به سطح تجاری رسیده است. در این راستا، با روش های کلاسیک میکروبیولوژی، ژنومیکس و متاژنومیکس، سویه های بومی موثر در تولید سریع بیوکمپوست غنی شده و هیومیک اسید از فرایندهای موجود جداسازی، شناسایی و ارزیابی شده، سپس به کمک این سویه ها، مواد افزودنی و طراحی مهندسی فرایندهای زیستی، تولید سریع بیوکمپوست غنی شده، هیومیک اسید و بیوگاز در سطح آزمایشگاهی، پایلوت، نیمه صنعتی و صنعتی بهینه سازی شده است. سه دانش فنی تولید بیوکمپوست از پسماندهای نیشکر، پسماندهای شهری و پسماندهای برنج به مرحله تجاری، تولید انبوه و ترویج به کشاورزان رسیده است. همچنین تولید هیومیک اسید و ییوگاز نیز با همکاری بخش خصوصی به مرحله پایلوت رسیده و تولید نیمه صنعتی آنها در دست اقدام می باشد

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

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.