আধুনিক সভ্যতার সমস্ত উপাদান—জ্বালানি তেল, প্লাস্টিক, কাপড়, রং ও রাসায়নিক—তৈরি হয় ভূগর্ভ থেকে তোলা জীবাশ্ম পেট্রোকেমিক্যাল পরিশোধন করে, যা প্রতি বছর কোটি কোটি টন গ্রিনহাউস গ্যাস বাতাসে ছড়িয়ে দিচ্ছে। প্রিসিশন ফার্মেন্টেশন ও বায়ো-ম্যানুফ্যাকচারিং এই জীবাশ্ম নির্ভরতার ইতি টানতে এসেছে। বিশালাকার বায়োরিঅ্যাক্টরে প্রোগ্রাম করা ব্যাকটেরিয়া ও ইস্ট কোষ আজ চিনি বা কারখানার বর্জ্য গ্যাসকে সরাসরি রূপান্তর করছে মহাকাশযানের বুলেটপ্রুফ উপাদান, পরিবেশবান্ধব জেট ফুয়েল এবং কোনো পশুর ক্ষতি না করেই খাঁটি পুষ্টিকর খাবারে। এই পর্বে আমরা বায়োরিঅ্যাক্টর স্কেলিং এবং আধুনিক বায়ো-উৎপাদন বিশ্লেষণ করব।

১. বিশালাকার বায়োরিঅ্যাক্টরের পরিবহন গতিবিদ্যা

ল্যাবরেটরির ছোট টেস্টটিউব থেকে একটি জিনকে পাঁচ লক্ষ লিটার আয়তনের বাণিজ্যিক বায়োরিঅ্যাক্টরে সফলভাবে বড় করতে রাসায়নিক প্রকৌশলের দুটি প্রধান চ্যালেঞ্জ সমাধান করতে হয়:

  1. অক্সিজেন পরিবহন ((k_L a)): কোটির পর কোটি ব্যাকটেরিয়ার শ্বাস নেওয়ার জন্য প্রতি সেকেন্ডে তরলে দ্রবীভূত অক্সিজেনের সরবরাহ নিশ্চিত করতে হয়।
  2. তাপ অপসারণ: জীবাণুর দ্রুত বৃদ্ধির ফলে বিপুল বিপাকীয় তাপ নির্গত হয়, যা ঠান্ডা রাখতে বিশেষ কুলিং জ্যাকেট প্রয়োজন।

২. প্রিসিশন ফার্মেন্টেশন: গরু ছাড়াই খাঁটি দুধ ও পনির

একটি গরু থেকে দুধ পেতে হাজার হাজার লিটার সুপেয় পানি ও প্রচুর খাদ্য অপচয় হয়, যা প্রচুর মিথেন গ্যাস তৈরি করে। প্রিসিশন ফার্মেন্টেশনে গরুর দুধের প্রোটিন তৈরির জিনটি ((beta)-ল্যাক্টোগ্লোবুলিন ও কেসিন) ইস্ট কোষের ভেতর বসিয়ে দেওয়া হয়:

[
ext{চিনি বা বর্জ্য} + ext{প্রোগ্রাম করা ইস্ট} implies ext{খাঁটি গরুর দুধের প্রোটিন}
]

এই প্রোটিনের স্বাদ, গন্ধ এবং জমাট বাঁধার ক্ষমতা সাধারণ দুধের হুবহু অনুরূপ—ফলে কোনো প্রাণীর সাহায্য ছাড়াই আসল পনির, আইসক্রিম ও পুষ্টিকর খাবার তৈরি সম্ভব হচ্ছে।

৩. কৃত্রিম মাকড়সার রেশম (Spidroin)

মাকড়সার জালের রেশম ইস্পাতের চেয়ে ৫ গুণ বেশি শক্তিশালী কিন্তু কেভলারের চেয়েও বেশি নমনীয়। মাকড়সাকে খামারে পোষা অসম্ভব। বিজ্ঞানীরা মাকড়সার রেশমের জিনটি E. coli কোষে ঢুকিয়ে কৃত্রিমভাবে স্পাইড্রয়িন প্রোটিন উৎপাদন করছেন। এই প্রোটিন থেকে তৈরি সুতো দিয়ে বিমানের বডি, বুলেটপ্রুফ জ্যাকেট এবং চিকিৎসাক্ষেত্রে দ্রবণীয় অস্ত্রোপচারের সুতো তৈরি করা হচ্ছে।

৪. কার্বন-নেগেটিভ গ্যাস ফার্মেন্টেশন (Gas Fermentation)

চিনির বদলে ইস্পাত কারখানার চিমনি থেকে নির্গত বিষাক্ত কার্বন মনোক্সাইড (( ext{CO})) এবং কার্বন ডাই-অক্সাইড গ্যাসকে সরাসরি খাদ্য হিসেবে গ্রহণ করে বেঁচে থাকতে পারে এমন বিশেষ ব্যাকটেরিয়াকে বায়োরিঅ্যাক্টরে কাজে লাগানো হয়েছে। এরা পরিবেশের বিষাক্ত গ্যাসকে সরাসরি পরিবেশবান্ধব বিমানের জ্বালানি (Aviation Jet Fuel) ও প্লাস্টিক তৈরির কাঁচামালে রূপান্তর করে—যা জলবায়ু পরিবর্তন রোধে কার্যকর ভূমিকা রাখছে।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

সফটওয়্যার প্রকৌশলী ও লেখক, ঢাকা, বাংলাদেশ। কম্পিউটার বিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, ইতিহাস ও ভাবনার সমন্বয়ে ব্যক্তিগত নোট ও প্রবন্ধ সংকলন।