بیوتکر | Biotecher (بیوتکنولوژی)
Video
✔️این ویدیو به طور کامل تری در مورد نحوه ی ساخت synthetic jellyfish توضیح داده که به درک مطلب کمک بسیاری می کند🌺🌻🌹
▶️ @biotechnology1 ◀️
▶️ @biotechnology1 ◀️
بیوتکر | Biotecher (بیوتکنولوژی)
✔️افزایش برداشت نفت به روش میکروبی ✔️ Microbial Enhanced Oil Recovery ▶️ @biotechnology1 ◀️
کمبود منابع انرژی فسیلی و افزایش روز افزون مصرف آن ها در دنیای امروز، اهمیت منابع نفتی را دو چندان نموده است و با توجه به درصد پایین برداشت نفت از مخازن، بررسی روش های ازدیاد برداشت نفت مورد توجه قرار گرفته است. برداشت نفت بطور کلی به سه دسته تقسیم می گردد:
1⃣ابتدا پس از حفر چاه ها و رسیدن به مخازن نفتی، به طور طبیعی نفت موجود بر اساس اختلاف فشار درون مخزن به سوی دهانه ی خروجی چاه جریان می یابد. که به کمک آن می توان 30 تا 50 درصد کل نفت موجود در مخازن را استخراج نمود که از آن به عنوان روش طبیعی (مرحله اول) یاد می گردد.
2⃣دومین مرحله ی برداشت نفت هنگامی مورد توجه قرار گرفت که در ایالت پنسیلوانیای آمریکا به دلیل پایین بودن نفوذپذیری و انرژی کم مخزن که ناشی از پایین بودن مقدار گاز طبیعی آزاد بود، میزان برداشت نفت با روش های اولیه بین 5 تا 25 درصد کل نفت بوده است. به همین دلیل روش های ثانویه بکار گرفته شد که شامل موارد زیر می باشد:
✔️روش های شیمیایی
✔️ روش های تزریق گاز
✔️ روش های حرارتی
پس از استخراج به کمک روش های مرحله دوم در حدود 30 الی 50 درصد نفت موجود می تواند به صورت استخراج نشده باقی بماند.
3⃣در اینجاست که استخراج نفت به کمک روش مرحله ی سوم صورت می گیرد. مرحله سوم شامل روش های زیر می باشد:
✔️استفاده از محلول های مایسلار و در ادامه استفاده از محلول های پلیمری به عنوان بافر که به چاه تزریق می شود (این محلول حاوی آب، مواد فعال سطحی، نمک و نفت است).
✔️استفاده از روش های انفجار هسته ای که باعث ایجاد شکاف های مصنوعی در سنگ مخزن می شود.
✔️استفاده از میکروارگانیسم ها
▶️ @biotechnology1 ◀️
1⃣ابتدا پس از حفر چاه ها و رسیدن به مخازن نفتی، به طور طبیعی نفت موجود بر اساس اختلاف فشار درون مخزن به سوی دهانه ی خروجی چاه جریان می یابد. که به کمک آن می توان 30 تا 50 درصد کل نفت موجود در مخازن را استخراج نمود که از آن به عنوان روش طبیعی (مرحله اول) یاد می گردد.
2⃣دومین مرحله ی برداشت نفت هنگامی مورد توجه قرار گرفت که در ایالت پنسیلوانیای آمریکا به دلیل پایین بودن نفوذپذیری و انرژی کم مخزن که ناشی از پایین بودن مقدار گاز طبیعی آزاد بود، میزان برداشت نفت با روش های اولیه بین 5 تا 25 درصد کل نفت بوده است. به همین دلیل روش های ثانویه بکار گرفته شد که شامل موارد زیر می باشد:
✔️روش های شیمیایی
✔️ روش های تزریق گاز
✔️ روش های حرارتی
پس از استخراج به کمک روش های مرحله دوم در حدود 30 الی 50 درصد نفت موجود می تواند به صورت استخراج نشده باقی بماند.
3⃣در اینجاست که استخراج نفت به کمک روش مرحله ی سوم صورت می گیرد. مرحله سوم شامل روش های زیر می باشد:
✔️استفاده از محلول های مایسلار و در ادامه استفاده از محلول های پلیمری به عنوان بافر که به چاه تزریق می شود (این محلول حاوی آب، مواد فعال سطحی، نمک و نفت است).
✔️استفاده از روش های انفجار هسته ای که باعث ایجاد شکاف های مصنوعی در سنگ مخزن می شود.
✔️استفاده از میکروارگانیسم ها
▶️ @biotechnology1 ◀️
بیوتکر | Biotecher (بیوتکنولوژی)
GIF
✔️تکنیکی که از میکروب ها یا فراورده های میکروبی برای فرایند ازدیاد برداشت نفت استفاده می گردد،MEORنام دارد که اولین بار توسط بکمن در سال 1926 پیشنهاد شد و در سال 1940 زوبل فرآیندی برای بازیافت نفت با استفاده از میکروب های بی هوازی و انحلال مواد معدنی سولفاتی پیشنهاد داد. اولین آزمایش ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبی در سال 1954 در یکی از میادین نفتی آرگانزانس با استفاده از میکروب های بی هوازی انجام گرفت.
اما با وجود موفقیت به دلیل در دسترس بودن منابع نفتی ارزان قیمت این شیوه کنار گذاشته شد. در دهه ی 1970 به دلیل ناپایداری قیمت نفت و گرایش به بیوتکنولوژی ، روش ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبی مورد توجه قرار گرفت. در این روش از میکروارگانیسم ها یا محصولات متابولیکی (بیوسورفاکتانت، بیوپلیمر، بیومس، اسیدها، حلال ها، گازها ) استفاده می شود.
این فرایند نسبت به فرایندهای دیگر ساده تر و ارزان تر است و محصولات آن همگی قابلیت تخریب زیستی دارند و در محیط زیست تجمع نمی یابند. جمعیت میکروبی را می توان با مقدار ماده غذایی موجود تنظیم نمود و یا به عبارت دیگر اگر مواد مغذی به چاه تزریق نشود میکروب ها از بین نمی روند و در نتیجه حضور جمعیت میکروبی قابل کنترل است.
✔️باکتری های مورد استفاده در این روش باید دارای خصوصیات زیر باشند :
1)رشد سریعی داشته باشند و از تحرک لازم برای انتقال در داخل چاه هابرخوردار باشند
2) ترکیبات متابولیکی مناسب از قبیل گاز ، اسید و حلال تولید کنند
3) قادر به تحمل شرایط محیطی خشن از قبیل دما ،pHو شوری بالا باشد
4) برای رشد و متابولیسم به مواد پیچیده نیاز نداشته باشد.
▶️ @biotechnology1 ◀️
اما با وجود موفقیت به دلیل در دسترس بودن منابع نفتی ارزان قیمت این شیوه کنار گذاشته شد. در دهه ی 1970 به دلیل ناپایداری قیمت نفت و گرایش به بیوتکنولوژی ، روش ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبی مورد توجه قرار گرفت. در این روش از میکروارگانیسم ها یا محصولات متابولیکی (بیوسورفاکتانت، بیوپلیمر، بیومس، اسیدها، حلال ها، گازها ) استفاده می شود.
این فرایند نسبت به فرایندهای دیگر ساده تر و ارزان تر است و محصولات آن همگی قابلیت تخریب زیستی دارند و در محیط زیست تجمع نمی یابند. جمعیت میکروبی را می توان با مقدار ماده غذایی موجود تنظیم نمود و یا به عبارت دیگر اگر مواد مغذی به چاه تزریق نشود میکروب ها از بین نمی روند و در نتیجه حضور جمعیت میکروبی قابل کنترل است.
✔️باکتری های مورد استفاده در این روش باید دارای خصوصیات زیر باشند :
1)رشد سریعی داشته باشند و از تحرک لازم برای انتقال در داخل چاه هابرخوردار باشند
2) ترکیبات متابولیکی مناسب از قبیل گاز ، اسید و حلال تولید کنند
3) قادر به تحمل شرایط محیطی خشن از قبیل دما ،pHو شوری بالا باشد
4) برای رشد و متابولیسم به مواد پیچیده نیاز نداشته باشد.
▶️ @biotechnology1 ◀️
🌻🌺🌹سه استراتژی استفاده از میکروارگانیسم ها در فرایند ازدیاد برداشت نفت عبارتند از :
✔️روش درون محلی In-situ :
1⃣تزریق میکروب هایی خاص همراه با مواد مغذی به داخل مخزن: میکروارگانیسم های تزریق شده در چاه باعث کاهش کشش سطحی می گردد که علت آن تولید مواد فعال سطحی بیولوژیکی توسط میکروارگانیسم ها می باشد. این میکروارگانیسم ها باعث کاهش غلظت، ویسکوزیته و پارافین نفت خام و افزایش مقدار متان و کاهش مقدار دی اکسید کربن می گردد. این میکروارگانیسم ها باعث تولید مواد فعال بیولوژیکی سطحی ، اسیدچرب و ازدیاد برداشت نفت می گردد. نتایج نشان می دهد که تکنولوژی آبروبی میکروبی پتانسیل ازدیاد برداشت نفت را در دماهای بالا مخازن دارا می باشد.
2⃣تحریک جمعیت های میکروب های بومی مخزن نفت به وسیله تزریق مواد مغذی برای افزایش فعالیت میکروبی: میکروارگانیسم ها بومی برای ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبی(MEOR)دارای مزایای زیادی نسبت به میکروارگانیسم های تزریقی به داخل مخزن می باشد. از مزیت های آن می توان به سازگار بودن میکروب های بومی با محیط و رشد راحت در مخازن نفتی اشاره نمود. باکتری های بومی به دو گروه باکتری های مفید و باکتری های مضر تقسیم می گردد.باکتری های مفید شامل: باکتری کاهنده هیدروکربن، باکتری فاقد نیترات و باکتری تولید کننده متان می باشد که با تولید حلال ها، اسیدها،گازها، مواد فعال سطحی و پلیمرها باعث افزایش برداشت نفت می گردد. باکتری های مضر نیز شامل کاهنده سولفات، باکتری آهن، باکتری سولفور می باشد. این باکتری ها از ترکیبات سولفور موجود در ساختار آب به عنوان خوراک استفاده می کنند و با تولید ماده سمی هیدروژن سولفید علاوه بر ایجاد سمیت ، باعث خوردگی تجهیزات استخراج نفت می گردد.
✔️روش برون محلی (Ex-situ) :
3⃣در این روش محصولات میکروبی از قبیل پلی ساکارید و فعال کننده های سطحی در فرمانتورهایی تولید شده و پس از جداسازی و خالص سازی به مخزن اضافه می گردد. بیوسورفاکتانت ها در تماس با قطره های کوچک نفت محصور شده در خلل و فرج سنگ مخزن قرار می گیرد و باعث کاهش چشمگیر میزان کشش سطحی و افزایش عدد مویینگی نفت محصور گشته می گردد. این ، ماده در برابر تغییرات دما تا 120 درجه سانتی گراد مقاوم هستند و افزایش دما هیچ تاثیری بر روی عملکرد سطحی بیولوژیکی نمی گذارد.
▶️ @biotechnology1 ◀️
✔️روش درون محلی In-situ :
1⃣تزریق میکروب هایی خاص همراه با مواد مغذی به داخل مخزن: میکروارگانیسم های تزریق شده در چاه باعث کاهش کشش سطحی می گردد که علت آن تولید مواد فعال سطحی بیولوژیکی توسط میکروارگانیسم ها می باشد. این میکروارگانیسم ها باعث کاهش غلظت، ویسکوزیته و پارافین نفت خام و افزایش مقدار متان و کاهش مقدار دی اکسید کربن می گردد. این میکروارگانیسم ها باعث تولید مواد فعال بیولوژیکی سطحی ، اسیدچرب و ازدیاد برداشت نفت می گردد. نتایج نشان می دهد که تکنولوژی آبروبی میکروبی پتانسیل ازدیاد برداشت نفت را در دماهای بالا مخازن دارا می باشد.
2⃣تحریک جمعیت های میکروب های بومی مخزن نفت به وسیله تزریق مواد مغذی برای افزایش فعالیت میکروبی: میکروارگانیسم ها بومی برای ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبی(MEOR)دارای مزایای زیادی نسبت به میکروارگانیسم های تزریقی به داخل مخزن می باشد. از مزیت های آن می توان به سازگار بودن میکروب های بومی با محیط و رشد راحت در مخازن نفتی اشاره نمود. باکتری های بومی به دو گروه باکتری های مفید و باکتری های مضر تقسیم می گردد.باکتری های مفید شامل: باکتری کاهنده هیدروکربن، باکتری فاقد نیترات و باکتری تولید کننده متان می باشد که با تولید حلال ها، اسیدها،گازها، مواد فعال سطحی و پلیمرها باعث افزایش برداشت نفت می گردد. باکتری های مضر نیز شامل کاهنده سولفات، باکتری آهن، باکتری سولفور می باشد. این باکتری ها از ترکیبات سولفور موجود در ساختار آب به عنوان خوراک استفاده می کنند و با تولید ماده سمی هیدروژن سولفید علاوه بر ایجاد سمیت ، باعث خوردگی تجهیزات استخراج نفت می گردد.
✔️روش برون محلی (Ex-situ) :
3⃣در این روش محصولات میکروبی از قبیل پلی ساکارید و فعال کننده های سطحی در فرمانتورهایی تولید شده و پس از جداسازی و خالص سازی به مخزن اضافه می گردد. بیوسورفاکتانت ها در تماس با قطره های کوچک نفت محصور شده در خلل و فرج سنگ مخزن قرار می گیرد و باعث کاهش چشمگیر میزان کشش سطحی و افزایش عدد مویینگی نفت محصور گشته می گردد. این ، ماده در برابر تغییرات دما تا 120 درجه سانتی گراد مقاوم هستند و افزایش دما هیچ تاثیری بر روی عملکرد سطحی بیولوژیکی نمی گذارد.
▶️ @biotechnology1 ◀️
بیوتکر | Biotecher (بیوتکنولوژی)
🌺🌹🌻 بیوسورفاکتانت 🌻🌹🌺 تجارت کنونی جهانی سورفاکتانت حدود 9.4 بیلیون دلار در سال است. @biotechnology1
تقریبا تمام سورفاکتانت هایی که تا سال 2007 استفاده می شد از طریق روش های شیمیایی تولید می شد.
بیوسورفاکتانت ها مولوکول های آمفی فیلیک فعال سطحی هستند که به وسیله میکروارگانیسم ها تولید می شوند. این مولکول های فعال سطحی، کشش سطحی را کاهش می دهند.
بیشتر سورفاکتانت های میکروبی کمپلکسی از ترکیبات مختلف هستند مثل لیپوپپتیدهای حلقوی، گلیکولیپید، فسفولیپید، اسیدچرب و کمپلکس پروتیینی پلی ساکاریدی می باشند.
✔️از جمله ویژگی های مهمه بیوسورفاکتانت در مقایسه با سورفاکتانت شیمیایی، می توان به موارد زیر اشاره کرد: زیست تخریب پذیری، سمیت کمتر، داشتن فعالیت درpH های افراطی و دماهای زیاد و شوری بالا، bioavailability, higher foaming .
✔️محبوبیت جایگزینی بیوسورفاکتانت به علت ویژگی های بی نظیرش در مقابل سنتز شیمیایی سورفاکتانت آن ، در حال افزایش است که برای محصولات صنعتی از جمله به عنوان امولیسیون کننده در صنعت مواد غذایی و داروسازی، پودر رخت شویی، عامل کنترل بیولوژیکی، تحرک مواد نفتی سنگینspills,کنترل آلودگی مواد نفتی، زدودن آهک از مواد نفتی و bioremediation استفاده می کنند.
✔️روش MEOR به دلیل هزینه کم، کاربردهای گسترده ، پایداری فعالیت باکتری ها، سازگاری با محیط زیست، عدم وابستگی این روش به قیمت جهانی نفت و مصرف انرژی بسیار کم ، نسبت به دیگر روش های ازدیاد برداشت نفت مناسب تر می باشد. از بعد اقتصادی هزینه کاربرد روش MEOR با توجه به نوع میکروب ، نفت و شرایط مخزن نسبت به دیگر روش های ازدیاد برداشت نفت، دارای هزینه پایین تری می باشد
بیوسورفاکتانت ها مولوکول های آمفی فیلیک فعال سطحی هستند که به وسیله میکروارگانیسم ها تولید می شوند. این مولکول های فعال سطحی، کشش سطحی را کاهش می دهند.
بیشتر سورفاکتانت های میکروبی کمپلکسی از ترکیبات مختلف هستند مثل لیپوپپتیدهای حلقوی، گلیکولیپید، فسفولیپید، اسیدچرب و کمپلکس پروتیینی پلی ساکاریدی می باشند.
✔️از جمله ویژگی های مهمه بیوسورفاکتانت در مقایسه با سورفاکتانت شیمیایی، می توان به موارد زیر اشاره کرد: زیست تخریب پذیری، سمیت کمتر، داشتن فعالیت درpH های افراطی و دماهای زیاد و شوری بالا، bioavailability, higher foaming .
✔️محبوبیت جایگزینی بیوسورفاکتانت به علت ویژگی های بی نظیرش در مقابل سنتز شیمیایی سورفاکتانت آن ، در حال افزایش است که برای محصولات صنعتی از جمله به عنوان امولیسیون کننده در صنعت مواد غذایی و داروسازی، پودر رخت شویی، عامل کنترل بیولوژیکی، تحرک مواد نفتی سنگینspills,کنترل آلودگی مواد نفتی، زدودن آهک از مواد نفتی و bioremediation استفاده می کنند.
✔️روش MEOR به دلیل هزینه کم، کاربردهای گسترده ، پایداری فعالیت باکتری ها، سازگاری با محیط زیست، عدم وابستگی این روش به قیمت جهانی نفت و مصرف انرژی بسیار کم ، نسبت به دیگر روش های ازدیاد برداشت نفت مناسب تر می باشد. از بعد اقتصادی هزینه کاربرد روش MEOR با توجه به نوع میکروب ، نفت و شرایط مخزن نسبت به دیگر روش های ازدیاد برداشت نفت، دارای هزینه پایین تری می باشد
✔️4 تا کلیپ زیر به طور عملی کاربردهای بیوسورفاکتانت را نشان داده
که به ترتیب شامل موارد زیر می باشند( حتما تماشا کنید☺️ )👇🏻👇🏻👇🏻👇🏻
1 ) How Surfactants Work
2 ) Biosurfactant clearing crude oil
3 ) Biosurfactant prevents oil from spreading
4 ) The generation of biosurfactants
▶️ @biotechnology1 ◀️
که به ترتیب شامل موارد زیر می باشند( حتما تماشا کنید☺️ )👇🏻👇🏻👇🏻👇🏻
1 ) How Surfactants Work
2 ) Biosurfactant clearing crude oil
3 ) Biosurfactant prevents oil from spreading
4 ) The generation of biosurfactants
▶️ @biotechnology1 ◀️
بیوتکر | Biotecher (بیوتکنولوژی)
🌻🌺🌹 فاژ درمانی - phage therapy 🌹🌺🌻 ▶️ @biotechnology1 ◀️
✔️ویروس قطعه ای از نوکلیک اسید می باشد که در درون یک پوشش پروتیینی محصور شده است. میزبان ویروس ها می تواند گیاهان ، جانوران و یا باکتری ها باشد.باکتریوفاژ یا فاژها به شاخه ای از قلمرو ویروس ها گفته می شود که به باکتری ها حمله می کنند و آن ها را از بین می برند. فاژها می توانند دو چرخه زندگی لیتیک و لیزوژنی داشته باشند.
✔️فاژهای لیتیک گزینه مناسبی برای فاژتراپی هستند چون آن ها سریعا در باکتری هدف تکثیر می کنند و موجب لیز آن می شوند و تعداد آن ها به صورت لگاریتمی افزایش می یابد. بسته به نوع گونه و شرایط هر فاژ والدی (parent) می تواند در هر چرخه لیتیک به طور میانگین 200 فاژ دختری(daughters) را تولید کند.اگر هر فاژ دختری باکتری های دیگری را آلوده کند و آن را بکشند 40000 زاده (progeny) تا پایان چرخه دوم به وجود می آید و 8 میلیون تا پایان چرخه سوم و 1/6 میلیارد تا پایان چرخه چهارم بوجود می آید.
▶️ @biotechnology1 ◀️
✔️فاژهای لیتیک گزینه مناسبی برای فاژتراپی هستند چون آن ها سریعا در باکتری هدف تکثیر می کنند و موجب لیز آن می شوند و تعداد آن ها به صورت لگاریتمی افزایش می یابد. بسته به نوع گونه و شرایط هر فاژ والدی (parent) می تواند در هر چرخه لیتیک به طور میانگین 200 فاژ دختری(daughters) را تولید کند.اگر هر فاژ دختری باکتری های دیگری را آلوده کند و آن را بکشند 40000 زاده (progeny) تا پایان چرخه دوم به وجود می آید و 8 میلیون تا پایان چرخه سوم و 1/6 میلیارد تا پایان چرخه چهارم بوجود می آید.
▶️ @biotechnology1 ◀️
بیوتکر | Biotecher (بیوتکنولوژی)
Photo
اولین سند فاژ درمانی مربوط به سال 1921 است که در آن فاژ به نزدیکی محل جوش پوستی استافیلوکوکی تزریق شد که نتیجه آن بهبودی در 48 ساعت و کاهش تب، تورم و تب بود.
اما با کشف آنتی بیوتیک پنی سیلین توسط فلمینگ در سال 1928 و سایر آنتی بیوتیک ها ، استفاده از فاژ درمانی کاهش یافت و موجب شد که فاژها به فراموشی سپرده شوند اما این فراموشی زیاد طول نکشید. بعد از کشف آنتی بیوتیک ها ،بیش از نیم قرن پزشکان برای درمان عفونت های باکتریایی به آنتی بیوتیک ها متکی شدند، اما استفاده وسیع از آنتی بیوتیک ها و ظهور باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک که اثرات ناشی از آنتی بیوتیک ها را روز به روز کاهش می داد، پزشکان را مجبور کرد حتی برای عفونت های معمولی نیز آخرین نسل آنتی بیوتیک ها را تجویز کنند .
این امر سبب شد که دوباره فاژتراپی کانون توجه قرار بگیرد، مخصوصا برای درمان سویه هایی که در آن ها مقاومت به آنتی بیوتیک به وجود آمد.
▶️ @biotechnology1 ◀️
اما با کشف آنتی بیوتیک پنی سیلین توسط فلمینگ در سال 1928 و سایر آنتی بیوتیک ها ، استفاده از فاژ درمانی کاهش یافت و موجب شد که فاژها به فراموشی سپرده شوند اما این فراموشی زیاد طول نکشید. بعد از کشف آنتی بیوتیک ها ،بیش از نیم قرن پزشکان برای درمان عفونت های باکتریایی به آنتی بیوتیک ها متکی شدند، اما استفاده وسیع از آنتی بیوتیک ها و ظهور باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک که اثرات ناشی از آنتی بیوتیک ها را روز به روز کاهش می داد، پزشکان را مجبور کرد حتی برای عفونت های معمولی نیز آخرین نسل آنتی بیوتیک ها را تجویز کنند .
این امر سبب شد که دوباره فاژتراپی کانون توجه قرار بگیرد، مخصوصا برای درمان سویه هایی که در آن ها مقاومت به آنتی بیوتیک به وجود آمد.
▶️ @biotechnology1 ◀️