طالب يهدف إلى توطين إنتاج الطحالب - وإليك الطريقة

قد يكون تطوير طرق مستدامة وصديقة للبيئة لمعالجة المواد الخام المتوفرة بكثرة في مصر ، ولكنها قليلة الاستخدام محليًا ، نعمة اقتصادية. يمكن تصدير المواد الخام المصنعة إلى أسواق جديدة ، وهو أمر تعمل عليه الحكومة المصرية منذ الحرب في أوكرانيا وسط اختناقات مستمرة في سلسلة التوريد. على المدى الطويل ، قد تجد الصناعات المحلية استخدامات جديدة لتلك المواد الخام.

ومن الأمثلة على ذلك الإنتاج المستدام للسبيرولينا ، وهي طحالب دقيقة للمياه العذبة غنية بمضادات الأكسدة المستخدمة كمكمل غذائي. نادرا ما تستخدمها الشركات المحلية وتلك التي تستوردها. إمتنان جروب ، شركة المكملات الغذائية والصحية مقرها في القاهرة ، هي واحدة من القلائل التي تبيع سبيرولينا البودرة المعبأة.

على الصعيد العالمي ، تعتبر سبيرولينا سوقًا متخصصة ذات إمكانات نمو ، وهي هدف فريق من الطلاب الجامعيين في مدينة زويل للعلوم والتكنولوجيا (ZCST) للبحث عن طرق لمعالجة الطحالب باستخدام الطاقة الشمسية. يقول قائد الفريق محمد فؤاد: "لقد قررنا هذا المشروع لأنه يتمتع بسوق دولي متنام ويقدم تطبيقًا مباشرًا لدراساتنا ومهاراتنا في صناعة حديثة جدًا في مصر ذات سوق عالمي واعد".

عالم سبيرولينا
سبيرولينا طحلب يستخدم التمثيل الضوئي لامتصاص ثاني أكسيد الكربون وإطلاق الأكسجين. تعتبر هذه الطحالب الدقيقة الزرقاء والخضراء من الأطعمة الفائقة التي تقوي جهاز المناعة. يحتوي على بعض من أوسع الأصناف وأعلى تركيزات من فيتامينات B6 (موجودة أيضًا في الحمص والتونة) و K (الأفوكادو) و E (اللوز والفول السوداني). "مكملات سبيرولينا يمكن أن تساعد في خفض مستويات الكوليسترول الكلي وكوليسترول البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL) والدهون الثلاثية بشكل كبير ،" وفقًا لأنجيلا هوبت ، الكاتبة والمحرر في مجلة فوربس هيلث ، في يونيو.

تستخدم السبيرولينا بشكل أساسي لتكملة الوجبات الغذائية لجعلها أكثر صحة بدون سعرات حرارية إضافية. وفقًا لـ Food Matters ، بوابة متخصصة ، تحتوي سبيرولينا كمكمل غذائي على 65٪ إلى 71٪ بروتين كامل. اللحوم ، على سبيل المثال ، تحتوي فقط على 22٪ بروتين. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي السبيرولينا على بروتين 147٪ أكثر من الدجاج لكل 100 جرام.

ناسا تبحث عن سبيرولينا للأغراض الغذائية منذ الثمانينيات وتستخدمها عادة كمكمل غذائي لرواد الفضاء. في عام 2016 ، قالت وكالة ناسا إن كيلوغرامًا واحدًا من سبيرولينا يساوي من الناحية التغذوية 1000 كيلوغرام من الخضار.

كما أنه أكثر استدامة في الإنتاج مقارنة بالبروتين الحيواني. وفقًا لشركة Energybits ، وهي شركة مشروبات الطاقة التي تستخدم سبيرولينا في مشروباتها ، فإن الطحالب تستخدم 2٪ من المياه المطلوبة لنفس الكمية من بروتين اللحم البقري.

كما أن لديها إمكانات عالية جدًا للتطوير ، لا سيما كمحصول صغير الحجم لتعزيز التغذية ، والدخل الإضافي ، والمؤهلات البيئية وفقًا لبحث أجري في يونيو 2021 نشرته الرابطة الأوروبية للكتلة الحيوية للطحالب (EABA) ووكالة استخبارات السوق الدقيقة للأبحاث. تعتبر السبيرولينا مكونًا مثاليًا لتصنيع المنتجات الطبية ومرطبات البشرة ومضادات الأكسدة التي يمكن أن تساعد في مكافحة السرطان.

يمكن أيضًا استخدام السبيرولينا كعلف للماشية. ربطت ورقة بحثية من قبل مجلة علم وظائف الأعضاء الحيوانية وتغذية الحيوان وأعلاف الحيوانات ، "نُشرت في عام 2012 ،" بالتحسينات في نمو الحيوان ، والخصوبة ، والجماليات وجودة المنتجات الغذائية ".

من المزايا المهمة للسبيرولينا أنه يمكن تخزينها بسهولة كمسحوق أو رقائق مجففة. الشرط الوحيد هو أن تبقى في مكان بارد وجاف. تخزنه معظم معالجات سبيرولينا في شكل مسحوق. قال بحث Meticulous و EABA: "يُقدر أن قطاع مسحوق سبيرولينا يمثل الحصة الأكبر من سوق سبيرولينا الكلي في عام 2021".

قادمون إلى مصر
نظرًا لاستخدامات سبيرولينا المحدودة في مصر ، يأمل فؤاد ، قائد الفريق الذي يطور طريقة معالجة السبيرولينا المستدامة ، في تلبية المعايير الدولية للتصدير. وقال "إن إنتاج سبيرولينا في مصر ليس من الدرجة الغذائية العالية ، لذا فإن بائعي سبيرولينا مثل إمتنان يستوردونه".

يتطلب إنتاج السبيرولينا جمع خلايا الطحالب من الطبيعة ونقلها إلى المختبر ، ووضعها في وسط مغذي. هذا يسمح للخلايا بالانقسام مرة واحدة كل يوم. تستغرق العملية من أربعة إلى 10 أيام حتى يتم حصاد سبيرولينا المجمعة. ومع ذلك ، يجب جمع الكمية المناسبة من سبيرولينا حتى لا تفسد الدفعة بأكملها. “نحن نأخذ جزءًا من الخلايا من النظام. تشرح ليزا ماري دورماير ، التي تعمل في شركة Ecoduna النمساوية ، أن الكثير منها سيعيق الظروف المثالية للنمو. تُضاف المغذيات والماء لتحل محل الخلايا المُزالة ، وتُضاف المغذيات والماء.

وفقًا لفؤاد ، فإن المعدات التي يطورها فريقه ستلبي المعايير الدولية لزراعة وإنتاج السبيرولينا. من شأن ذلك أن يقلل بشكل كبير من الاعتماد على الواردات ، ومع الدعم الإضافي والاستثمارات وزيادة الإنتاج ، قد يكون تصدير سبيرولينا ممكنًا.

قال فؤاد إن التركيز الأساسي لمشروعهم هو تطوير طريقة تستخدم "الطاقة المتجددة لإنتاج السبيرولينا ، وتعزيز الاستدامة ، وإنشاء نموذج عمل جديد".

الإنتاج الصديق للبيئة هو جوهر مشروع فؤاد. يقول فؤاد: "تنتج هذه المعدات التي تعمل بالطاقة الشمسية إنتاجًا أكبر في وقت أقل من الطرق اليدوية التقليدية". توفر هذه الطريقة حوالي 2500 كيلو وات ساعة شهريًا في التجفيف ، ما يقرب من 40٪ من الكهرباء المستخدمة عادةً.

ومع ذلك ، فإن هذه الفوائد سوف تتضاءل مع زيادة الإنتاج. قال فؤاد: "تستخدم [مرافق] إنتاج السبيرولينا التقليدية على نطاق واسع التجفيف بالرش لأنه أسرع". "ومع ذلك ، فهي تستهلك طاقة أكثر بكثير من التقنية التي نعتمدها".

واحدة من القضايا الرئيسية هي اعتماد الفريق على المكونات التقليدية. يقول فؤاد: "نستخدم الألواح الكهروضوئية التي تحول الطاقة الضوئية إلى كهرباء". "هذا يختلف عن ألواح الهواء الحرارية الشمسية التي صممناها لتزويد الطاقة الحرارية للمجفف."

ومع ذلك ، يجب على فؤاد أن يأخذ في الاعتبار الجدوى المالية للمشروع. يسمح استخدام الألواح المصنعة محليًا التي تستخدم الطاقة الشمسية بكفاءة للفريق بخفض التكاليف وزيادة الأرباح مع الحفاظ على بيئة صحية للسبيرولينا.

تحديات أخرى تتعلق بطبيعة سبيرولينا. إنه هش ، لأنه يمكن أن يفقد محتوى البروتين في كل خطوة من عملية الإنتاج.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجدولة أثناء الإنتاج أمر ضروري. تتمتع السبيرولينا بفترة صلاحية قصيرة ويجب تجفيفها على الفور تقريبًا بعد الزراعة. ثم يمكن معالجتها "في الأشكال المتاحة تجاريًا من مسحوق ، حبيبات ، رقائق وكبسولة من أجل إطالة عمرها الافتراضي من عدة ساعات إلى حوالي عام واحد ،" أشارت ورقة بحثية في ديسمبر نشرتها جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا.

وفقًا لفؤاد ، تشمل تحديات الإنتاج العزل المناسب ، والاختلافات في الطاقة الشمسية ، والتحكم في درجة الحرارة. قال "التحدي الرئيسي في تصميم المعدات هو أن تكون قادرًا على تحقيق ظروف التصميم المثالية".

من المختبر للمنتج
يبحث فؤاد وفريقه عن تمويل خارجي لإكمال المشروع. يقول: "فيما يتعلق بمرحلتي التجفيف والفصل ، ما زلنا في مرحلة وضع النماذج الأولية". "نحتاج إلى دعم مالي لبدء [الإنتاج] واختبار التصاميم المختلفة التي قمنا بها للوصول إلى أفضل تصميم ممكن لتحسين الإنتاج."

قد يأتي هذا الدعم من المبادرات الحكومية. قالت وزيرة التخطيط والتنمية الاقتصادية هالة السعيد لممثلي الجامعات الحكومية والطلاب في أبريل ، "إن الحكومة حريصة على تنمية القدرات الابتكارية للشباب في إطار توطين أهداف التنمية المستدامة". "تحرص الحكومة على الاستفادة من الاقتراحات في مجالات التمكين الاجتماعي للمرأة والمشاريع الصديقة للبيئة ودعم النظام الصحي".

التركيز على هذا الدعم على الابتكارات العلمية يمكن أن يؤثر على المجتمع بما يتجاوز المكاسب المالية. جاء في تقرير البنك الدولي لعام 2010 أن "العلم يدعم التحسينات في رفاهية الإنسان من خلال التقنيات التي يطورها من أجل الصحة وإنتاج الغذاء والهندسة والاتصالات".

تجارة مربحة؟
كسب المال من إنتاج السبيرولينا في مصر على المدى القصير يعني أنه يجب بيعها في الخارج. وفقًا لأبحاث السوق المتحالفة ، "بلغت قيمة سوق سبيرولينا العالمية 393.6 مليون دولار في عام 2019". ومع ذلك ، مثل العديد من المنتجات الأخرى ، تباطأت مبيعات سبيرولينا في عامي 2020 و 2021 وسط عمليات الإغلاق العالمية والاضطرابات في الخدمات اللوجستية والنقل.

قال بحث أجرته شركة Meticulous و EABA في يونيو 2021: "لقد ظهرت تأثيرات جائحة COVID-19 على هذا السوق في الصين بدءًا من عام 2020 ، حيث تعد البلاد واحدة من أكبر منتجي ومستهلكين لسبيرولينا في العالم". "في الصين ، أثر إغلاق المصانع ، ومرافق معالجة سبيرولينا التي تعمل بقدرات منخفضة ، والقيود المفروضة على استيراد وتصدير الكتلة الحيوية سبيرولينا بشدة على سوق سبيرولينا."

يرى الخبراء أن السوق يتعافى بسرعة حيث تحول طلب السوق العالمي إلى منتجات أكثر صحية لتقوية جهاز المناعة وسط المتغيرات الفرعية الجديدة لـ COVID-19. قال تقرير صدر في أبريل 2021 من Allied Market Research: "لقد عزز COVID-19 نمو سوق سبيرولينا بسبب الحاجة إلى الاهتمام الغذائي والفيتامينات كعلاج محتمل ضد فيروس COVID-19".

قدر تقرير أبحاث سوق سبيرولينا لعام 2022 سوق سبيرولينا العالمي بـ 337 مليون دولار في عام 2021 و 362 مليون دولار في عام 2022. ومن المتوقع أن يصل إلى 525 مليون دولار بحلول عام 2027. وتوقعت دقيقة و EABA أنه من حيث الحجم ، يجب أن ينمو سوق سبيرولينا بنسبة 14٪ سنويًا من 2021 إلى 2028 لتصل إلى 73،150 طنًا بحلول عام 2028.

وفي الوقت نفسه ، قالت PR Newswire: "سيبلغ إجمالي الطلب على الطحالب الدقيقة في قطاع الأغذية والمشروبات 132.5 مليون دولار بحلول عام 2031".

يمكن أن تكون هذه التوقعات متحفظة. مع تزايد تقلبات الطقس التي تؤدي إلى الفيضانات المفاجئة والجفاف وموجات الحرارة التي يمكن أن تدمر المحاصيل ، فإن إيجاد طرق مبتكرة ومستدامة لإنتاج طعام مغذي أمر حيوي. أشارت مجلة The Economist في عام 2018: "سيحتاج العالم إلى إعادة التفكير في مقاربته للغذاء مع ارتفاع درجة حرارة كوكب الأرض وزيادة عدد السكان نحو 9.7 مليار شخص متوقع في عام 2050".

بواسطة: فاطمة فؤاد