UPSC MainsBOTANY-PAPER-I202215 Marks150 Words
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Q10.

खाद्य एवं इंधन के उत्पादन में शैवाल के उपयोग का एक विशद विवरण दीजिए।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, शैवाल (Algae) के खाद्य और ईंधन उत्पादन में उपयोग के विभिन्न पहलुओं को शामिल करना होगा। उत्तर में शैवाल के प्रकार, उनके पोषण मूल्य, बायोडीजल उत्पादन की प्रक्रिया, और वर्तमान में चल रहे अनुसंधान एवं विकास कार्यों को शामिल किया जाना चाहिए। संरचना इस प्रकार होनी चाहिए: शैवाल का परिचय, खाद्य उत्पादन में उपयोग, ईंधन उत्पादन में उपयोग, चुनौतियाँ और भविष्य की संभावनाएँ। उदाहरणों और आंकड़ों का उपयोग उत्तर को अधिक प्रामाणिक बनाएगा।

Model Answer

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Introduction

शैवाल, सरल प्रकाश संश्लेषी जीव हैं जो जलीय वातावरण में पाए जाते हैं। ये जीव खाद्य और ईंधन दोनों के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण संसाधन साबित हो सकते हैं। शैवाल में उच्च प्रकाश संश्लेषण दक्षता, तेजी से विकास दर और विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल होने की क्षमता होती है। वर्तमान में, खाद्य सुरक्षा और जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम करने के लिए शैवाल आधारित तकनीकों पर वैश्विक स्तर पर ध्यान केंद्रित किया जा रहा है। भारत में भी, शैवाल उत्पादन को बढ़ावा देने के लिए कई पहल की जा रही हैं।

खाद्य उत्पादन में शैवाल का उपयोग

शैवाल पोषक तत्वों से भरपूर होते हैं, जिनमें प्रोटीन, विटामिन, खनिज और आवश्यक फैटी एसिड शामिल हैं। विभिन्न प्रकार के शैवाल का उपयोग खाद्य उत्पादन में किया जा सकता है:

  • स्पिरुलिना (Spirulina): यह एक नीले-हरे शैवाल है जो प्रोटीन का एक उत्कृष्ट स्रोत है। इसका उपयोग आहार पूरक, स्वास्थ्य खाद्य पदार्थों और पशु आहार के रूप में किया जाता है।
  • क्लोरेला (Chlorella): यह एक एकल-कोशिका वाला हरा शैवाल है जो विटामिन, खनिज और एंटीऑक्सीडेंट से भरपूर होता है। इसका उपयोग स्वास्थ्य खाद्य पदार्थों और सौंदर्य प्रसाधनों में किया जाता है।
  • नोरी (Nori): यह लाल शैवाल की एक प्रजाति है जिसका उपयोग सुशी और अन्य जापानी व्यंजनों में किया जाता है।
  • डुलसे (Dulse): यह लाल शैवाल की एक और प्रजाति है जिसका उपयोग सलाद और सूप में किया जाता है।

ईंधन उत्पादन में शैवाल का उपयोग

शैवाल बायोडीजल, बायोएथेनॉल और बायोगैस जैसे जैव ईंधन के उत्पादन के लिए एक आशाजनक स्रोत हैं। शैवाल में लिपिड (तेल) की मात्रा अधिक होती है, जिसका उपयोग बायोडीजल बनाने के लिए किया जा सकता है।

  • बायोडीजल उत्पादन: शैवाल से तेल निकालकर उसे ट्रांसएस्टरीफिकेशन नामक प्रक्रिया द्वारा बायोडीजल में परिवर्तित किया जाता है।
  • बायोएथेनॉल उत्पादन: शैवाल में मौजूद कार्बोहाइड्रेट को किण्वन द्वारा बायोएथेनॉल में परिवर्तित किया जा सकता है।
  • बायोगैस उत्पादन: शैवाल को अवायवीय पाचन (anaerobic digestion) द्वारा बायोगैस में परिवर्तित किया जा सकता है।

शैवाल से बायोडीजल उत्पादन की प्रक्रिया:

  1. शैवाल की खेती
  2. शैवाल से तेल निष्कर्षण
  3. तेल का ट्रांसएस्टरीफिकेशन
  4. बायोडीजल का शुद्धिकरण

चुनौतियाँ

शैवाल आधारित खाद्य और ईंधन उत्पादन में कुछ चुनौतियाँ भी हैं:

  • उच्च उत्पादन लागत
  • शैवाल की खेती के लिए उपयुक्त भूमि और पानी की उपलब्धता
  • शैवाल की किस्मों का चयन और अनुकूलन
  • उत्पादन प्रक्रिया का अनुकूलन

भविष्य की संभावनाएँ

शैवाल आधारित खाद्य और ईंधन उत्पादन में भविष्य में बहुत अधिक संभावनाएं हैं। अनुसंधान और विकास के माध्यम से उत्पादन लागत को कम किया जा सकता है और उत्पादन प्रक्रिया को अनुकूलित किया जा सकता है।

Conclusion

शैवाल खाद्य और ईंधन उत्पादन के लिए एक टिकाऊ और नवीकरणीय संसाधन हैं। शैवाल आधारित तकनीकों को बढ़ावा देकर, हम खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित कर सकते हैं और जीवाश्म ईंधन पर अपनी निर्भरता कम कर सकते हैं। भारत सरकार को शैवाल उत्पादन को बढ़ावा देने के लिए नीतियों और कार्यक्रमों को लागू करना चाहिए। भविष्य में, शैवाल आधारित उद्योग भारत की अर्थव्यवस्था में महत्वपूर्ण योगदान दे सकता है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis)
प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा पौधे, शैवाल और कुछ बैक्टीरिया सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को ग्लूकोज और ऑक्सीजन में परिवर्तित करते हैं।
ट्रांसएस्टरीफिकेशन (Transesterification)
ट्रांसएस्टरीफिकेशन एक रासायनिक प्रक्रिया है जिसका उपयोग वनस्पति तेलों, पशु वसा या शैवाल तेलों को बायोडीजल में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।

Key Statistics

वैश्विक बायोडीजल बाजार 2023 में 80.3 बिलियन अमेरिकी डॉलर का था और 2032 तक 156.7 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है, जिसमें 7.8% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (CAGR) है।

Source: Grand View Research, 2023

अनुमान है कि शैवाल बायोडीजल जीवाश्म डीजल की तुलना में 80% तक कम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन कर सकता है।

Source: National Renewable Energy Laboratory (NREL), 2018 (knowledge cutoff)

Examples

स्पिरुलिना फार्मिंग, तमिलनाडु

तमिलनाडु में कई छोटे पैमाने के स्पिरुलिना फार्मिंग इकाइयाँ हैं जो स्थानीय बाजारों में स्पिरुलिना पाउडर बेचती हैं। यह स्थानीय लोगों के लिए रोजगार का अवसर प्रदान करता है और पोषण सुरक्षा में योगदान करता है।

Frequently Asked Questions

क्या शैवाल पर्यावरण के लिए अनुकूल हैं?

हाँ, शैवाल पर्यावरण के लिए अनुकूल हैं क्योंकि वे कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं। वे जल प्रदूषण को कम करने और मिट्टी के स्वास्थ्य को बेहतर बनाने में भी मदद कर सकते हैं।

Topics Covered

BotanyEcologyEnergyAlgaeBiofuelFood Production