잡초가 언제 잡초가 아니겠습니까? 간단한 대답은 해초일 때입니다. 오늘날, 수인성 잡초나 일반 연못 쓰레기의 형태를 취할 수 있는 조류는 동물 사료에서 항공유에 이르기까지 모든 것을 공급할 수 있는 엄청난 가능성을 가지고 있습니다.
조류 양식 조류의 상업적 재배입니다. 조류(단수는 "조류", 라틴어는 "해초"이지만 단 하나는 거의 찾을 수 없음)는 물에서 자라는 단순한 녹색 식물입니다. 그들의 녹색은 풀, 나무, 옥수수와 같이 광합성을 사용하여 자신의 음식을 생산한다는 것을 의미합니다. 조류는 두 가지 주요 형태로 제공됩니다. 대조류 해초이다. 다시마는 바다에서 180피트(55미터) 이상까지 자랍니다[출처:Edwards]. Nori는 초밥에 싸여 있는 다양한 음식입니다. 미세조류 물에 떠 있는 작은 단세포 식물로 각각은 현미경으로만 볼 수 있습니다.
조류 양식은 새로운 것이 아닙니다. 해조류는 최소 1,500년 전에 일본에서 처음 재배되었으며 여전히 조류 생산이 큰 사업입니다[출처:Guiry]. 덜스는 오랫동안 영국 제도에서 먹었고 미세조류 스피루리나는 16세기 멕시코의 아즈텍에서 수확했습니다. 인간의 음식을 제공하는 것 외에도 해조류는 비료로 사용되었습니다. 그들은 수프에서 치약에 이르기까지 모든 것에 나타나는 식품 증점제 카라겐 및 기타 겔화제 및 안정제를 제공합니다. 전 세계적으로 조류 생산은 60억 달러 규모의 사업입니다[출처:유엔 식량 농업 기구].
오늘날 조류는 에너지를 제공하고 환경 위협에 대처할 수 있는 잠재력 때문에 새로운 관심과 연구 투자를 유치하고 있습니다. 조류의 유기 덩어리의 일부는 기름의 형태를 취하여 짜내어 바이오디젤 연료로 전환할 수 있습니다. 조류는 석유를 생산하는 효율성 면에서 육상 식물을 능가합니다. 일부 조류는 가솔린과 제트 연료로 정제할 수 있는 기름을 생산합니다. 식물의 탄수화물 부분은 에탄올 생산을 위해 발효될 수 있습니다.
조류는 굴뚝에서 쏟아져 나오는 온실 가스인 폐 이산화탄소를 사용 가능한 제품으로 전환할 수 있습니다. 오염된 물을 정화하여 오염 물질을 바이오매스로 전환하는 데 도움이 될 수 있습니다. 의약품 및 화장품에 추가 용도가 있습니다.
이 모든 가능성을 고려할 때 이 "잡초"는 확실히 더 자세히 살펴볼 가치가 있는 것 같습니다.
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최근 몇 년 동안 조류가 흥분을 불러일으키고 연구 투자를 유치한 이유는 무엇입니까? 모든 녹색 식물과 마찬가지로 조류에는 엽록체가 포함되어 있습니다. 그들의 세포에서. 이 작은 구조는 빛 에너지를 사용하여 탄소와 물을 단순한 설탕으로 결합하는 분자인 엽록소로 채워져 있습니다. 세포는 이러한 당의 일부를 단백질, 지질 또는 오일로 추가로 변형시킵니다.
그러나 조류가 옥수수, 밀, 사과나무와 같은 일을 하고 있다면 왜 굳이 키워야 합니까? 결국, 개암 나무 열매에 달린 옥수수, 달콤한 롤, 사과 파이는 우리 대부분에게 해초보다 더 맛있습니다. 다음은 조류가 그들에게 도움이 되는 몇 가지 사항입니다.
이러한 모든 장점에 매료된 조류 경작자는 식물을 재배하고 수확하는 효율적이고 경제적인 방법을 찾기 위해 부지런히 노력해 왔습니다. 비용 요인은 현재 조류를 상업적으로 실행 가능하게 만들기 위해 극복해야 하는 큰 과제입니다.
모든 조류 양식에는 물, 빛, 영양분의 세 가지 기본 사항이 필요합니다.
물이 가장 쉽습니다. 음용할 필요는 없습니다. 다양한 종류의 조류가 민물, 해수 및 더러운 물에서 멋지게 자랍니다. 햇빛은 무료이기 때문에 선호하는 조명입니다. 그러나 햇빛은 조류 덩어리 속으로 3~4인치(7~10센티미터)에만 도달하므로 재배자는 모든 조류가 빛에 노출되도록 조류를 흔들어야 합니다[출처:Chemeurope.com]. 주요 영양소는 이산화탄소이며 공기 또는 기타 공급원에서 나올 수 있습니다. 흔들거나 거품을 일으키면 물에 용해됩니다. 재배자는 질소 및 미량 원소와 같은 다른 영양소가 아직 물에 없는 경우 이를 공급해야 합니다.
조류를 재배하는 데에는 각각 장단점이 있는 세 가지 기본 시스템이 있습니다.
이 모든 시스템은 물에 떠다니는 단세포 변종인 미세조류를 성장시키기 위해 설계되었습니다. 재배자는 일반적으로 외해에서 거대 조류를 재배합니다. 물은 이미 조류가 필요로 하는 영양분을 포함하고 있으며 좋은 성장 조건을 제공합니다. 전통적인 방법은 단순히 야생 해조류를 채취하는 것이었고, 이는 여전히 전 세계 해안 지역에서 이루어지고 있습니다.
수요가 증가함에 따라 양식업자들은 해초를 재배하기 시작했습니다. 다시마와 같은 일부 품종의 경우 포자를 밧줄에 붙인 다음 바다에 고정하면 해초가 자랄 수 있습니다. 다른 유형은 그물에 고정되거나 웅덩이에 보관된 해초 조각에서 자랍니다.
농업은 10,000년 동안 존재해 왔습니다[출처:Lienhard]. 조류 양식은 비교적 새롭습니다. 과학자들과 엔지니어들은 조류를 효율적으로 키울 수 있는 최선의 방법을 적극적으로 연구하고 있습니다. 식물 수확은 집중 연구의 또 다른 주제입니다.
변수 제어조류 농부는 좋은 작물을 얻기 위해 두 가지 중요한 변수를 제어해야 합니다. 물의 pH 수준이 중요합니다. 조류는 pH 7에서 9를 선호하며 약알칼리성입니다. 온도도 중요합니다. 조류는 대부분 화씨 60~80도(섭씨 16~27도) 사이에서 자라며 종마다 선호도가 다릅니다[출처:oilgae.com].
미세조류를 채취한다는 것은 식물이 자라는 물에서 미세한 식물을 제거하고 농축하여 풀을 만드는 것을 의미합니다. 그런 다음 재배자는 수분을 제거하여 밀도가 높은 바이오매스를 남길 필요가 있습니다. 미세조류의 미세한 크기는 채취 시 문제가 됩니다.
한 가지 방법은 여과입니다. . 재배자는 기공이 조류 세포보다 작은 셀룰로오스 막을 통해 조류를 함유한 물을 흘릴 수 있습니다. 필터가 조류로 빠르게 채워지고 막히기 때문에 어려울 수 있습니다. 연구원들은 조류를 효율적으로 여과하는 더 나은 방법을 찾고 있습니다.
응집 , 또 다른 수확 방법은 조류를 함께 뭉치는 것을 의미합니다. 자연적으로 덩어리지는 화학 물질이나 조류 유형을 추가하면 미세 조류가 덩어리를 형성하여 더 쉽게 모일 수 있습니다.
조류를 수확하는 또 다른 방법은 부양입니다. . 여기에서 재배자는 압축 공기를 사용하여 거품과 해조류를 만들어 작은 식물을 걷어낼 수 있는 표면으로 가져옵니다.
원심 분리기는 또 다른 수확 방법입니다. 물과 조류로 채워진 용기를 돌리면 조류가 한쪽 끝에 모이게 됩니다.
농작물을 가장 효과적으로 수확하기 위해 조류 양식 재배자는 때때로 이러한 방법을 결합합니다. 그들은 응집을 사용하여 조류 덩어리를 형성한 다음 부유 또는 원심 분리기로 분리할 수 있습니다. 미세조류를 수확하는 진정으로 효율적인 방법을 찾는 것이 재배 비용을 낮추는 열쇠입니다.
거대 조류를 수확하는 것은 다른 문제를 수반합니다. 야생 해조류 채집은 노동 집약적인 과정입니다. 통제된 조건에서 자란 일부 해조류는 그물로 채집할 수 있습니다. 로프에 올려진 다시마는 꺼내서 말릴 수 있습니다. 얕은 바다의 다시마 숲은 기계로 깎을 수 있으며, 해저 다시마 바닥의 꼭대기를 벗겨낼 수 있습니다.
해조류는 일단 수확되면 물기를 빼고 말려야 합니다. 원심 분리기는 물을 뽑아낼 수 있지만 상대적으로 비쌉니다. 일부 시스템은 수확과 처리를 결합하여 벨트 필터에 조류를 살포하여 물이 배수되도록 한 다음 조류의 바이오매스에서 물을 끌어내는 모세관 매체를 사용하여 더 많은 물을 제거합니다.
다음 단계는 내부의 기름을 추출하기 위해 조류의 세포벽을 부수는 것입니다. 조류는 나사 또는 피스톤 프레스를 통해 넣습니다. 화학 물질, 전자기 펄스 또는 초음파를 사용하여 세포를 분해할 수도 있습니다. 기름이 배출되면 남은 바이오매스는 케이크로 압축되어 동물 사료를 보충하거나 비료로 사용됩니다.
조류는 에너지 분야에서 가장 흥미로운 용도로 다양한 용도를 발견했습니다.
조류에 대한 소문은 그것이 재생 가능한 에너지의 이상적인 원천이며 궁극적인 녹색 연료가 될 수 있다는 것입니다. 미국 정부와 Boeing, Chevron 및 Honeywell과 같은 회사의 연구는 조류 양식을 경제적으로 실행 가능한 차세대 에너지 기반으로 만드는 방법을 개발하고 있습니다[출처:Chemeurope.com]. 매력의 일부는 조류가 전환될 수 있는 연료의 범위입니다.
조류는 실제로 오염된 물에서 번성하므로 폐수 처리에 사용할 수 있습니다. 조류는 도시, 산업 또는 농업 폐수의 오염 물질을 동물 사료 또는 바이오매스와 같은 사용 가능한 부산물로 전환하여 에너지로 전환합니다. 조류는 제거 또는 재활용을 위해 자연적으로 중금속을 축적합니다.
기후 변화에 기여하는 온실 가스인 이산화탄소는 조류가 가장 좋아하는 음식이기 때문에 식물을 탄소 포집에 사용할 수 있습니다. . 그들은 육상 식물보다 훨씬 빠른 클립으로 가스를 유기 탄소 화합물로 전환합니다. 1파운드(453.6g)의 조류는 2파운드(907.2g)의 이산화탄소를 소비합니다[출처:Edwards]. 석탄 화력 발전소의 폐가스를 조류 덩어리에 주입하면 말 그대로 먹습니다. 폐가스는 대기에서 영구적으로 제거하기 위해 저장하거나 화석 연료 사용을 줄이기 위해 연료로 전환할 수 있습니다.
조류는 계속해서 인간의 음식과 보충제로서의 역할을 합니다. 사람들은 샐러드와 스시에서 해초를 먹고 미세조류 스피루리나로 만든 보충제를 섭취합니다. 조류는 완전한 단백질, 오메가-3 지방산 및 비타민을 제공합니다. Carageen은 아일랜드 이끼로 알려진 붉은 해조류에서 추출하여 농축제로 사용됩니다.
조류는 또한 소와 새우 및 조개류와 같은 해양 동물의 사료로 사용됩니다. 조류가 처리된 후 남은 바이오매스는 때때로 농장에 유기질 비료로 적용될 수 있습니다. 해조류는 화장품과 의약품에도 소량으로 사용됩니다.
조류의 재배, 수확 및 가공에 대한 연구가 여러 방면에서 진행되고 있습니다. 그 엄청난 가치를 감안할 때 이 단순한 "잡초"가 우리 사회와 경제의 미래에서 점점 더 중요한 역할을 할 것이라는 데는 의심의 여지가 없습니다.
녹색 원유당신의 차가 해초 위를 달리는 것을 상상하는 것이 이상하게 느껴진다면 다시 생각해 보십시오. 오늘날 우리가 휘발유로 전환하는 원료는 수백만 년에 걸쳐 바다 바닥에 정착하고 퇴적물로 뒤덮인 해조류로부터 형성되었습니다. 열과 압축은 작은 식물을 원유로 변형시켰습니다. 조류 기반 연료의 발기인은 이를 "녹색 원유"라고 부릅니다[출처:Jha].
이 기사를 조사하기 전에는 해조류와 해초가 같은 작은 녹색 식물의 다른 형태라는 사실을 솔직히 몰랐습니다. 저는 식품, 에너지, 오염 통제 등 다양한 방향에서 조류의 잠재력에 놀랐습니다. Long Island Sound의 해초 실험부터 West Virginia의 바이오디젤 실험, Oregon의 탄소 흡수 프로젝트에 이르기까지 모든 곳에서 파일럿 프로젝트가 진행되고 있는 것 같습니다. 나는 우리가 조류 혁명 직전에 있다는 인상을 받았습니다.
