הים לטובת האדם: חוקרים במכללה מצאו דרך להשתמש באצות להפקת מגנזיום

איך אפשר להפוך תמיסת מלח מרוכזת שנותרת בתהליך התפלת מי-ים למינרל בעל ערך תעשייתי, תוך צמצום השימוש בכימיקלים ? ד"ר סיון קלס וד"ר דפנה פסקוביץ מהמחלקה להנדסת ביוטכנולוגיה במכללה זכו במענק ממשרד החדשנות, המדע והטכנולוגיה, לקידום המחקר שהם עורכים בנושא מקורי זה, בשיתוף עם חברת אלג'י-סמארט. החוקרים פיתחו גישה חדשנית המשלבת אצות וטכנולוגיה סביבתית, במטרה להפיק מגנזיום מתמלחת ההתפלה.

ישראל נשענת במידה רבה על התפלת מי ים כמקור למי שתייה, אך התהליך מותיר אחריו תמלחת: תמיסה מלוחה בריכוז גבוה של מינרלים, ובהם מגנזיום. מגנזיום משמש חומר חשוב במגוון תחומים בתעשייה בהם תרופות, מעכבי בעירה וטיפול במים. הפקתו מהתמלחת יכולה להפוך תוצר לוואי של ההתפלה למשאב בעל ערך כלכלי. האתגר המרכזי הוא תהליך ההפקה של תוצר טהור. התמלחת מכילה גם סידן, שעלול לשקוע יחד עם המגנזיום ולפגוע באיכות התוצר. השיטות המקובלות להתמודדות עם הבעיה מבוססות על תוספת כימיקלים וטיפולים נוספים, שמייקרים את התהליך ופוגעים בסביבה. הפתרון שבוחנים החוקרים מבוסס על הטבע עצמו: טיפול מקדים בתמלחת באמצעות אצות לקבלת מגנזיום טהור, ללא תוספת כימיקלים ואנרגיה.

המחקר, שכותרתו "גישה כלכלית להפקת מגנזיום מתמלחת התפלת מי ים באמצעות טיפול ביולוגי מקדים", יבחן מינים נבחרים של מיקרו-אצות ומקרו-אצות העמידות לריכוזי מלח גבוהים. החוקרים יעריכו את יעילות התהליך, יפתחו שיטות לגידול האצות ויבחנו דרכים להפרדתן מהתמיסה. ערך נוסף עשוי לצמוח בגישה החדשה הינו מהאצות עצמן. גידולן יוצר ביומסה, כלומר החומר הביולוגי שממנו הן בנויות. החוקרים יבחנו את הרכבה ואת תכונותיה, כדי לבדוק אם אפשר להפיק ממנה מוצרים בעלי ערך, עם יישומים אפשריים בתחומי התזונה והביוטכנולוגיה.

הגישה מבטאת את עקרונות "הכלכלה המעגלית", תפיסה המבקשת לצמצם פסולת ולהפוך תוצרי לוואי לחומרי גלם בעלי ערך. במקרה זה, גם התמלחת וגם האצות שגדלות בה עשויות להפוך למשאב. "ישראל היא מעצמת התפלה, ובכל יום חוזרים לים מעל ל- 3000 טון של מגנזיום בתמלחות ההתפלה", אומרים ד"ר קלס וד"ר פסקוביץ. "אנחנו רוצים להראות שהטבע עצמו יכול לעזור לנו להפיק אותו: אצות שגדלות בתמלחת עושות חלק מהעבודה שהיום נעשית בכימיקלים, ובסוף התהליך גם הן עצמן הופכות למשאב. המענק מאפשר לנו לבחון את הרעיון במעבדה, ואנחנו מקווים שזו תהיה תחילתה של דרך חדשה להסתכל על תוצרי הלוואי של ההתפלה".

בשלב הראשון יתמקד המחקר בהוכחת היתכנות בקנה מידה מעבדתי, ברמת מוכנות טכנולוגית TRL 3-4. זהו שלב מוקדם של פיתוח טכנולוגי, שבו מדגימים בניסויי מעבדה שעקרון הפעולה עובד. הצלחה בשלב זה עשויה להניח תשתית לתהליך תעשייתי יעיל וכלכלי יותר להפקת מגנזיום מתמלחת התפלה, לצד ניצול הביומסה של האצות.

בצילום: ד"ר סיון קלס וד"ר דנה פסקוביץ במעבדת המחלקה להנדסת ביוטכנולוגיה