مهندسو جامعة نيبراسكا يصنعون المنسوجات من قشر الذرة
قد تنضم الذرة إلى مرتبة القطن والصوف في عالم الألياف الطبيعية قريبًا. حيث يعمل الآن فريق من جامعة نيبراسكا من أقسام المنسوجات وتصميم الأزياء والتسويق لصناعة المنسوجات من قشر الذرة.
وفي فقرة "كويست"، -وهي سلسلة وسائط متعددة- تركز على هدف جديد ألا وهو استكشاف علم الاستدامة، يشرح الفريق عملية فصل الألياف اللجنوسليولوز (والبوليمرات البيولوجية الخشبية والمركبة) من القشر ونسجها إلى غزل.
ويقول يجي يانج، مهندس كيمياء حيوية بالجامعة "إذا رجعنا إلى التاريخ فسندرك أن المنسوجات هي أساسها الزراعة ونيبراسكا تحتوي على كمية كبيرة من الذرة"
كانت المنسوجات أساسها في المقام الأول الزراعة حتى الستينيات مع هيمنة الألياف الطبيعية مثل القطن والصوف والكتان بنسبة 80 بالمائة من السوق. ومنذ ذلك الحين، أصبح هناك اتجاه لاستخدام مواد تركيبية صناعية أساسها الزيت مثل البوليستر والقماش المطاطي والنايلون التي تتمتع بتكلفة أقل عند الصناعة وتحتل الآن 60 بالمائة من حصة السوق.
ولكن قد تتغير تلك المعادلة مرة أخرى نظرًا لأن ارتفاع الأسعار قد أدى إلى ارتفاع قيمة تلك المواد. فوفقًا لتقرير "كويست" يبلغ الطلب السنوي العالمي لألياف المنسوجات 85 مليون طن أي تقريبًا بمقدار الضعف منذ 15 عامًا ماضيًا.
ويقول يانج أن الذرة لا تساعد فقط في تلبية احتياجات السوق ولكن أيضًا لدى القشر القدرة أكثر من أي ألياف سليلوز على التمدد مما جعلها سهلة الامتزاج مع الألياف الأخرى مثل البوليستر.
وأضاف يانج "سيتضاعف الاستهلاك مجددًا في الأعوام من 10 إلى 15 القادمة لذا يقلق كل من في مجال صناعة الألياف حيال كيفية توفير الألياف الضرورية للطلبات غير المحدودة للبشرية. إذا زرعنا الألياف في المناطق الصالحة للزراعة لن تتوافر لنا الأراضي الكافية لزراعة الطعام ولا نملك ما يكفي من الأراضي لزراعتهما معًا لذا
الحل الأمثل هو زراعة نبات يُستخدم في الحالتين."
ويمكن أن تساعد 400 مليون طن من المخلفات السنوية لمزارع الذرة، ولكن توجد العديد من العقبات:
فصناعة غزل الذرة ستتطلب عددًا مهولًا من قشر الذرة، ويقول فريق يانج إن القشر هو فقط الملائم للصناعة، حيث إن الألياف في الأوراق والسيقان تتمتع بخشونة عالية وإذا اُستخدمت ستتطلب على الأقل 1000 جنيه لخوض اختبار ملائمة على نطاق واسع (كما أن برميلاً واحدًا منها سيوفر غزلًا يكفي لصناعة سترة واحدة - ويُترك القشر عادة بعد الحصاد لتقوية التربة للموسم القادم أو يُباع كطعام للماشية كما أن الحصاد اليدوي ليس عمليًا والحصاد الآلي عادة ما تفرط حبات الذرة ولا تفصل الأجزاء
الأخرى من النبات
وأضاف يانج "يُعد هذا الأمر تحديًا لعدم وجود سوق للقشر".
ولكن تُطور الآن حلول محتملة، فوجد الفريق أن الشركات المصنعة لحبوب الذرة والذرة الحلوة تحصد مع القشر أكواز الذرة. فشركة A&K Development company في يوجين ,أوريغون تصنع آلة تجمع قشر الذرة وتزيل القشر قبل تفريط نواة الذرة.
ويعمل مهندسو شركة FarmMax على إعادة تصميم آلة حصد تفصل النواة عن الأكواز وتزيل القشر المتبقي. وقاموا أيضًا بإعادة هندسة جهاز لعلاج مخلفات الأراض الزراعية المرفقة بالاتحاد التجاري التي تسمح للمزارعين بجمع النواة والأكواز والقشر في مرة واحدة ويوفر ذلك الوقت والوقود بينما يسمح للمزارعين بكسب عائد إضافي من الذرة.
ويقول ستوكينهولز مسؤول بشركة FarmMax : " إذا أصبحت قيمة حصاد القشر كالقطن، سيدرك المزارعون أهميتها".
تستعد شركات صناعة الملابس لإيجاد الغزل أينما كان فشركتي Levi`s و thread تصنع النسيج من مخلفات الزجاجات البلاستيك كما أن شركتي Adidas وG-Star
أعلنتا شراكتهما مع Pharrell Williams’ Bionic Yarn التي تصنع النسيج من البلاستيك البحري ومع ذلك يؤمن يانج أن مخلفات الألياف الطبيعية تكون بديل صالح وملائم للنسيج التقليدي.
ويختتم حديثه قائلًا: "نحن نملك صناعة زراعية قوية. فنحن نستخدم المخلفات الزراعية، وهذا مناسب للغاية هنا في نيبراسكا ولا يوجد أي سبب يمنعنا من تطوير صناعة الألياف هنا".
وفي فقرة "كويست"، -وهي سلسلة وسائط متعددة- تركز على هدف جديد ألا وهو استكشاف علم الاستدامة، يشرح الفريق عملية فصل الألياف اللجنوسليولوز (والبوليمرات البيولوجية الخشبية والمركبة) من القشر ونسجها إلى غزل.
ويقول يجي يانج، مهندس كيمياء حيوية بالجامعة "إذا رجعنا إلى التاريخ فسندرك أن المنسوجات هي أساسها الزراعة ونيبراسكا تحتوي على كمية كبيرة من الذرة"
كانت المنسوجات أساسها في المقام الأول الزراعة حتى الستينيات مع هيمنة الألياف الطبيعية مثل القطن والصوف والكتان بنسبة 80 بالمائة من السوق. ومنذ ذلك الحين، أصبح هناك اتجاه لاستخدام مواد تركيبية صناعية أساسها الزيت مثل البوليستر والقماش المطاطي والنايلون التي تتمتع بتكلفة أقل عند الصناعة وتحتل الآن 60 بالمائة من حصة السوق.
ولكن قد تتغير تلك المعادلة مرة أخرى نظرًا لأن ارتفاع الأسعار قد أدى إلى ارتفاع قيمة تلك المواد. فوفقًا لتقرير "كويست" يبلغ الطلب السنوي العالمي لألياف المنسوجات 85 مليون طن أي تقريبًا بمقدار الضعف منذ 15 عامًا ماضيًا.
ويقول يانج أن الذرة لا تساعد فقط في تلبية احتياجات السوق ولكن أيضًا لدى القشر القدرة أكثر من أي ألياف سليلوز على التمدد مما جعلها سهلة الامتزاج مع الألياف الأخرى مثل البوليستر.
وأضاف يانج "سيتضاعف الاستهلاك مجددًا في الأعوام من 10 إلى 15 القادمة لذا يقلق كل من في مجال صناعة الألياف حيال كيفية توفير الألياف الضرورية للطلبات غير المحدودة للبشرية. إذا زرعنا الألياف في المناطق الصالحة للزراعة لن تتوافر لنا الأراضي الكافية لزراعة الطعام ولا نملك ما يكفي من الأراضي لزراعتهما معًا لذا
الحل الأمثل هو زراعة نبات يُستخدم في الحالتين."
ويمكن أن تساعد 400 مليون طن من المخلفات السنوية لمزارع الذرة، ولكن توجد العديد من العقبات:
فصناعة غزل الذرة ستتطلب عددًا مهولًا من قشر الذرة، ويقول فريق يانج إن القشر هو فقط الملائم للصناعة، حيث إن الألياف في الأوراق والسيقان تتمتع بخشونة عالية وإذا اُستخدمت ستتطلب على الأقل 1000 جنيه لخوض اختبار ملائمة على نطاق واسع (كما أن برميلاً واحدًا منها سيوفر غزلًا يكفي لصناعة سترة واحدة - ويُترك القشر عادة بعد الحصاد لتقوية التربة للموسم القادم أو يُباع كطعام للماشية كما أن الحصاد اليدوي ليس عمليًا والحصاد الآلي عادة ما تفرط حبات الذرة ولا تفصل الأجزاء
الأخرى من النبات
وأضاف يانج "يُعد هذا الأمر تحديًا لعدم وجود سوق للقشر".
ولكن تُطور الآن حلول محتملة، فوجد الفريق أن الشركات المصنعة لحبوب الذرة والذرة الحلوة تحصد مع القشر أكواز الذرة. فشركة A&K Development company في يوجين ,أوريغون تصنع آلة تجمع قشر الذرة وتزيل القشر قبل تفريط نواة الذرة.
ويعمل مهندسو شركة FarmMax على إعادة تصميم آلة حصد تفصل النواة عن الأكواز وتزيل القشر المتبقي. وقاموا أيضًا بإعادة هندسة جهاز لعلاج مخلفات الأراض الزراعية المرفقة بالاتحاد التجاري التي تسمح للمزارعين بجمع النواة والأكواز والقشر في مرة واحدة ويوفر ذلك الوقت والوقود بينما يسمح للمزارعين بكسب عائد إضافي من الذرة.
ويقول ستوكينهولز مسؤول بشركة FarmMax : " إذا أصبحت قيمة حصاد القشر كالقطن، سيدرك المزارعون أهميتها".
تستعد شركات صناعة الملابس لإيجاد الغزل أينما كان فشركتي Levi`s و thread تصنع النسيج من مخلفات الزجاجات البلاستيك كما أن شركتي Adidas وG-Star
أعلنتا شراكتهما مع Pharrell Williams’ Bionic Yarn التي تصنع النسيج من البلاستيك البحري ومع ذلك يؤمن يانج أن مخلفات الألياف الطبيعية تكون بديل صالح وملائم للنسيج التقليدي.
ويختتم حديثه قائلًا: "نحن نملك صناعة زراعية قوية. فنحن نستخدم المخلفات الزراعية، وهذا مناسب للغاية هنا في نيبراسكا ولا يوجد أي سبب يمنعنا من تطوير صناعة الألياف هنا".
الرابط مصدر المقال
