تحويل مخلفات قش القمح لمواد صديقة للبيئة
تحويل مخلفات قش القمح لمواد صديقة للبيئة
تحويل قش القمح الى مواد كيميائية :
يمكن تحويل بقايا القش الناتج من القمح المحصود إلى مواد كيميائية قائمة على أساس حيوي والتي توفر كميات كبيرة من غاز الاحتباس الحراري ولا تتنافس مع الإمدادات الغذائية أو تضر بالنظام البيئي.
يأمل الباحثون في استخدام كميات ضخمة من قش القمح التي تُركت حاليًا للتعفن في المزارع الأوروبية تطوير لبنات البناء للمواد الكيميائية الحيوية الخضراء.
أما ساق القمح ، تُستخدم كفرش للماشية أو يتم تركها في الحقول كوسيلة لإثراء التربة.
لكن مشروع OPTISOCHEM ، الذي يموله برنامج التعهد المشترك للصناعات البيولوجية في الاتحاد الأوروبي ، يأمل في تحويل هذه المادة الزائدة إلى شيء أكثر فائدة وهو غاز يسمى - الأيزوبيوتين الحيوي -
وقال برنارد شود ، مدير الاستراتيجية الصناعية في شركة Global Bioenergies بفرنسا ، إن قش القمح هو أهم نوع من المخلفات الزراعية في الاتحاد الأوروبي ، حيث يتجمع نحو 144 مليون طن كل عام.
عملية انتاج المواد الكيميائية :
يتم تخمير السكريات الموجودة في قش القمح وتحويلها إلى غاز في معامل تكرير حيوية، حيث يمكن استخراج الأيزوبيوتين الحيوي ثم يمكن استخدامه لإنشاء مواد كيميائية حيوية. ويمكن عندئذٍ استبدال المواد الكيميائية القائمة على الوقود الحفري التي تستخدم في صنع العديد من البلاستيك ، والطلاءات ، والإطارات ، ومواد التشحيم ، والمواد اللاصقة ، ومانعات التسرب.
ويمكن أن توفر مصدراً جديداً للطاقة غير المحايدة من الكربون يسمى الوقود الحيوي ـ وهو الوقود الذي يمتص الكربون من الغلاف الجوي مع نمو النباتات ولا ينبعث عنها انبعاثات إضافية عند حرقها ، على عكس الفحم أو النفط أو الغاز.
اهمية الوقود الحيوى :
يعتبر الوقود الحيوي أحد البدائل الأكثر واقعية للوقود الحفري لقطاع النقل ، لا سيما بالنسبة للصناعات الجوية والبحرية. لكن الوقود الحيوي تعرض للتدقيق الشديد حيث إنه يتنافس مع المحاصيل الغذائية على الأرض ، في كثير من الأحيان في أجزاء من العالم حيث يتهدد الأمن الغذائي بالفعل. كما تم التشكيك في خفض انبعاثات الكربون بسبب كمية الأرض والبنية التحتية اللازمة لإنتاجها.
وقال شود ، وهو منسق OPTISOCHEM: "إننا نواجه تحديا - نحتاج إلى المزيد من المنتجات لسكان متنامين ، لكن لدينا موارد محدودة". وفي الوقت نفسه ، نريد حماية البيئة وتقليل استخدام الوقود الحفري. مع الأيزوبروتين الحيوي من قش القمح ، يمكننا استخدام المواد الأولية المتوفرة بالفعل (للمواد الكيميائية الحيوي).
مصانع لنتاج المواد الكيميائية :
ووفقاً لتحليل أجرته شود ، إذا تم جمع 48 مليون من 144 مليون طن من نفايات قش القمح المنتجة في الاتحاد الأوروبي سنوياً ، يمكن أن تنتج 21 مليون طن من السكر التي يمكن أن تغذي 100 مصنعاً تجارياً بيولوجياً لإنتاج إمدادات ثابتة من المواد الكيميائية الحيوية. لاستخدامها من قبل الصناعات المختلفة ، بما في ذلك الوقود الحيوي ، واستبدال ما يعادل 35 مليون برميل من الوقود الحفري في السنة.
يمكن بناء هذه المصانع في المناطق الريفية حيث توجد معظم مزارع القمح في أوروبا في كثير من الأحيان ، مما يجلب فرص عمل جديدة للريف أثناء البناء والتشغيل. إنه يوفر إيرادات إضافية "، قال شود. "(المزارعون) لن يبيعوا الحبوب فقط ، ولكن أيضا القش".
وبنهاية المشروع ، يأمل شود في أن يكون لديه خطط لإنشاء أول مصفاة بيولوجية تجارية ، والتي قال إنها يمكن أن تبدأ في سداد المزارعين لقش القمح في أقل من عقد من الزمان.
ولكن إذا امتلك كلًا من ملاك النباتات والمزارعين الحافز لجمع قش القمح ، هل يؤدى ذلك إلى تجريد الحقول الزائد من المواد العضوية مما يعرض التربة إلى عوامل التعرية والتحلل؟
كذلك فإن المشروع يأخذ نظام محافظ ويعتبر فقط أن ثلث قش القمح المتوفرهو المتاح استخدامه فى انتاج الوقود العضوي والكيمائي الحيوي فى حساباتهم للسوق المستقبلي المحتمل.
وفي هذه الأثناء فإن المواد المتبقية من قش القمح المعالج يمكن استخدامها كبديل عن الأسمدة المصنعة من الوقود مركب ثانوى –يدعم- بدلا من أن يعيق الزراعة المستديمة.
المبانى الخضراء (صديقة البيئة) :
بالإضافة إلى ذلك , فإن نفايات قش القمح يمكن أيضا أن تستخدم لدعم صناعة إنشاء أكثر صداقة للبيئة .
يحاول مشروع إعادة التأهيل الممول من قبل الإتحاد الأوروبى أن يحول نفايات قش القمح إلى منتجات جديدة يمكن أن تستخدم كبدائل صديقة للبيئة عن الأخشاب والمواد الكيميائية لبناء أكثر صداقة للبيئة.
تقول ميريام جراسيا -عالمة تصنيع فى مركز البحث والابتكار بتكناليا, جيبوثكوا, بأسبانيا والتى تساعد فى تنظيم برنامج إعادة التأهيل- :" نقوم باستخراج السكر والليجنين من نفايات قش القمح" ويقترب المشروع من نهاية سنته الأولى حيث كان يعكف الباحثين على تطوير عملية استخراج هذة المواد الكيماوية العضوية .
من هذه المواد, يهدف الفريق إلى تطوير بديل حيوي يمكن أن يستخدم لتقليل كمية الوقود الحفري المستخدم لتطوير كيمياويات صناعية تستخدم حاليا لصناعة الألواح والطاولات الخشبية.
تلك المواد الكيمائية الحيوية يمكن أيضا أن تعمل كعامل مساعد أفضل يضاف للأسمنت لتقليل كمية المياه اللازمة فى عملية الإنشاء.
كما أنهم يقومون باستخراج السكر وحمض الطنطاليك من نفايات الغابات والذي سوف يستخدم فى تطوير الألواح الخشبية , بالإضافة إلى الانتاج الدائم من البولي يوريثان _ وهو مركب كيميائي يستخدم كعازل للمنازل, الأثاث, والمفروشات.
تعتقد د.غراسيا أنهم يستطيعوا أن يملكوا تأثير ضخم على طرد الوقود الحفري من صناعة الإنشاء حيث قالت :"نحن نتوقع أن نقلل انبعاث غاز ثانى أكسيد الكربون بصورة ملحوظة" , وأضافت :"نعتقد أننا نستطيع أن نقلل مصادر الوقود الحفري المستخدمة بنسبة تتراوح من 80 إلى 100 بالمائة اعتمادً على المواد (المستبدلة ببدائل من برنامج إعادة التأهيل).
يتم حاليًا حرق معظم نفايات الخشب, ولكن باستخدامها فى المباني فإن الكربون يمكن أن يحصر بدلًا من إطلاقه مرة أخرى فى الهواء الجوي.
وأخيرًا تقول د.جراسيا :" نحن نضيف قيمة لهذه النفايات, ليس فقط بتخليق منتجات يمكن أن توفر الطاقة أو تخزن الكربون, ولكن من خلال المنتجات ذات القيمة الاقتصادية العالية".
تحويل قش القمح الى مواد كيميائية :
يمكن تحويل بقايا القش الناتج من القمح المحصود إلى مواد كيميائية قائمة على أساس حيوي والتي توفر كميات كبيرة من غاز الاحتباس الحراري ولا تتنافس مع الإمدادات الغذائية أو تضر بالنظام البيئي.
يأمل الباحثون في استخدام كميات ضخمة من قش القمح التي تُركت حاليًا للتعفن في المزارع الأوروبية تطوير لبنات البناء للمواد الكيميائية الحيوية الخضراء.
أما ساق القمح ، تُستخدم كفرش للماشية أو يتم تركها في الحقول كوسيلة لإثراء التربة.
لكن مشروع OPTISOCHEM ، الذي يموله برنامج التعهد المشترك للصناعات البيولوجية في الاتحاد الأوروبي ، يأمل في تحويل هذه المادة الزائدة إلى شيء أكثر فائدة وهو غاز يسمى - الأيزوبيوتين الحيوي -
وقال برنارد شود ، مدير الاستراتيجية الصناعية في شركة Global Bioenergies بفرنسا ، إن قش القمح هو أهم نوع من المخلفات الزراعية في الاتحاد الأوروبي ، حيث يتجمع نحو 144 مليون طن كل عام.
عملية انتاج المواد الكيميائية :
يتم تخمير السكريات الموجودة في قش القمح وتحويلها إلى غاز في معامل تكرير حيوية، حيث يمكن استخراج الأيزوبيوتين الحيوي ثم يمكن استخدامه لإنشاء مواد كيميائية حيوية. ويمكن عندئذٍ استبدال المواد الكيميائية القائمة على الوقود الحفري التي تستخدم في صنع العديد من البلاستيك ، والطلاءات ، والإطارات ، ومواد التشحيم ، والمواد اللاصقة ، ومانعات التسرب.
ويمكن أن توفر مصدراً جديداً للطاقة غير المحايدة من الكربون يسمى الوقود الحيوي ـ وهو الوقود الذي يمتص الكربون من الغلاف الجوي مع نمو النباتات ولا ينبعث عنها انبعاثات إضافية عند حرقها ، على عكس الفحم أو النفط أو الغاز.
اهمية الوقود الحيوى :
يعتبر الوقود الحيوي أحد البدائل الأكثر واقعية للوقود الحفري لقطاع النقل ، لا سيما بالنسبة للصناعات الجوية والبحرية. لكن الوقود الحيوي تعرض للتدقيق الشديد حيث إنه يتنافس مع المحاصيل الغذائية على الأرض ، في كثير من الأحيان في أجزاء من العالم حيث يتهدد الأمن الغذائي بالفعل. كما تم التشكيك في خفض انبعاثات الكربون بسبب كمية الأرض والبنية التحتية اللازمة لإنتاجها.
وقال شود ، وهو منسق OPTISOCHEM: "إننا نواجه تحديا - نحتاج إلى المزيد من المنتجات لسكان متنامين ، لكن لدينا موارد محدودة". وفي الوقت نفسه ، نريد حماية البيئة وتقليل استخدام الوقود الحفري. مع الأيزوبروتين الحيوي من قش القمح ، يمكننا استخدام المواد الأولية المتوفرة بالفعل (للمواد الكيميائية الحيوي).
مصانع لنتاج المواد الكيميائية :
ووفقاً لتحليل أجرته شود ، إذا تم جمع 48 مليون من 144 مليون طن من نفايات قش القمح المنتجة في الاتحاد الأوروبي سنوياً ، يمكن أن تنتج 21 مليون طن من السكر التي يمكن أن تغذي 100 مصنعاً تجارياً بيولوجياً لإنتاج إمدادات ثابتة من المواد الكيميائية الحيوية. لاستخدامها من قبل الصناعات المختلفة ، بما في ذلك الوقود الحيوي ، واستبدال ما يعادل 35 مليون برميل من الوقود الحفري في السنة.
يمكن بناء هذه المصانع في المناطق الريفية حيث توجد معظم مزارع القمح في أوروبا في كثير من الأحيان ، مما يجلب فرص عمل جديدة للريف أثناء البناء والتشغيل. إنه يوفر إيرادات إضافية "، قال شود. "(المزارعون) لن يبيعوا الحبوب فقط ، ولكن أيضا القش".
وبنهاية المشروع ، يأمل شود في أن يكون لديه خطط لإنشاء أول مصفاة بيولوجية تجارية ، والتي قال إنها يمكن أن تبدأ في سداد المزارعين لقش القمح في أقل من عقد من الزمان.
ولكن إذا امتلك كلًا من ملاك النباتات والمزارعين الحافز لجمع قش القمح ، هل يؤدى ذلك إلى تجريد الحقول الزائد من المواد العضوية مما يعرض التربة إلى عوامل التعرية والتحلل؟
كذلك فإن المشروع يأخذ نظام محافظ ويعتبر فقط أن ثلث قش القمح المتوفرهو المتاح استخدامه فى انتاج الوقود العضوي والكيمائي الحيوي فى حساباتهم للسوق المستقبلي المحتمل.
وفي هذه الأثناء فإن المواد المتبقية من قش القمح المعالج يمكن استخدامها كبديل عن الأسمدة المصنعة من الوقود مركب ثانوى –يدعم- بدلا من أن يعيق الزراعة المستديمة.
المبانى الخضراء (صديقة البيئة) :
بالإضافة إلى ذلك , فإن نفايات قش القمح يمكن أيضا أن تستخدم لدعم صناعة إنشاء أكثر صداقة للبيئة .
يحاول مشروع إعادة التأهيل الممول من قبل الإتحاد الأوروبى أن يحول نفايات قش القمح إلى منتجات جديدة يمكن أن تستخدم كبدائل صديقة للبيئة عن الأخشاب والمواد الكيميائية لبناء أكثر صداقة للبيئة.
تقول ميريام جراسيا -عالمة تصنيع فى مركز البحث والابتكار بتكناليا, جيبوثكوا, بأسبانيا والتى تساعد فى تنظيم برنامج إعادة التأهيل- :" نقوم باستخراج السكر والليجنين من نفايات قش القمح" ويقترب المشروع من نهاية سنته الأولى حيث كان يعكف الباحثين على تطوير عملية استخراج هذة المواد الكيماوية العضوية .
من هذه المواد, يهدف الفريق إلى تطوير بديل حيوي يمكن أن يستخدم لتقليل كمية الوقود الحفري المستخدم لتطوير كيمياويات صناعية تستخدم حاليا لصناعة الألواح والطاولات الخشبية.
تلك المواد الكيمائية الحيوية يمكن أيضا أن تعمل كعامل مساعد أفضل يضاف للأسمنت لتقليل كمية المياه اللازمة فى عملية الإنشاء.
كما أنهم يقومون باستخراج السكر وحمض الطنطاليك من نفايات الغابات والذي سوف يستخدم فى تطوير الألواح الخشبية , بالإضافة إلى الانتاج الدائم من البولي يوريثان _ وهو مركب كيميائي يستخدم كعازل للمنازل, الأثاث, والمفروشات.
تعتقد د.غراسيا أنهم يستطيعوا أن يملكوا تأثير ضخم على طرد الوقود الحفري من صناعة الإنشاء حيث قالت :"نحن نتوقع أن نقلل انبعاث غاز ثانى أكسيد الكربون بصورة ملحوظة" , وأضافت :"نعتقد أننا نستطيع أن نقلل مصادر الوقود الحفري المستخدمة بنسبة تتراوح من 80 إلى 100 بالمائة اعتمادً على المواد (المستبدلة ببدائل من برنامج إعادة التأهيل).
يتم حاليًا حرق معظم نفايات الخشب, ولكن باستخدامها فى المباني فإن الكربون يمكن أن يحصر بدلًا من إطلاقه مرة أخرى فى الهواء الجوي.
وأخيرًا تقول د.جراسيا :" نحن نضيف قيمة لهذه النفايات, ليس فقط بتخليق منتجات يمكن أن توفر الطاقة أو تخزن الكربون, ولكن من خلال المنتجات ذات القيمة الاقتصادية العالية".
الرابط مصدر المقال
