صناعة البلاستيك من الاشجار و النباتات
يامل الكثير من العلماء في هذه الايام تحويل الاشجار و النباتات الى مصدر متجدد و بديل عن النفط الخام في انتاج الطاقة و المواد الاولية ، بطريقة تضمن الحفاظ على سلامة البيئة و توازنها ، و لتحقيق ذلك قام عدد من الباحثين في قسم الطاقة بمختبرات الشمال الغربي الاطلنطي ((Pacific Northwest National Laboratory )) بابتكار طريقة جديدة استطاعوا من خلالها تحويل النباتات الى مواد خام اولية يصنع منها الوقود و البلاستيك و بخطوة واحدة !!! .
وقبل ان نتكلم عن تفاصيل تلك الطريقة لا بد لنا ان نعرف في البداية ان النباتات و الاشجار تحتوي على مادة السيليلوز و هي عبارة عن مادة كربوهيدراتية ( سكرية ) تتالف من ارتباط عدد كبير من جزيئات السكر مع بعضها البعض ، ولهذه المادة عدة وظائف اساسية في النباتات اذ انها تدخل في تركيب جميع جدران الخلايا النباتية لذلك فانها توجد في جميع اجزاء النباتات كالاوراق و السيقان و حتى الجذور .
ومن جهة اخرى لا يستطيع الانسان على الاطلاق هضم مادة السيليلوز أو الاستفادة منها لذلك فان وظيفتها في الانسان تقتصر على أنها احدى مكونات الالياف النباتية المفيدة في عملية الهضم دون الدخول فيها لذلك فقد قرر العلماء الاستفادة منها لتحويلها الى مواد خام جديدة يصنع منها البلاستيك و الوقود نظرا لوفرتها في جميع أجزاء النباتات سواء التي تؤكل او التي لا تؤكل ، مما يتيح ايقاف استخدام السكريات الموجودة في الثمار و الحبوب لانتاج ما يسمى بالوقود الحيوي و الاقتصار على استغلال الاجزاء التي لا ياكلها الانسان .
وقد كانت الطريقة الاولى في البداية تتم عبر مرحلتين كالاتي :
المرحلة الاولى :
استخلاص السيليلوز من اجزاء النباتات باضافة الاحماض المعدنية ، و من ثم تفكيكه الى السكريات البسيطة التي يتكون منها .
اما المرحلة الثانية :
فكانت تتم عبر تحويل هذه السكريات الى مادة الـ ( HMF)* و هي المادة الخام التي يصنع منها البلاستك و الوقود الحيوي ، وذلك باستخدام محلول اطلق عليه (( المحلول الايوني )) و الذي يتكون من مذيبات و مادة كيماوية وسيطة تدعى (( الكلوريد المعدني )) و التي تسمى ايضا (( كلوريد الكروميوم ))
نبات ____ سيليلوز______ HMF _______ بلاستيك
+ وقود حيوي (غازولين + ديزل )
و قد بحث العلماء امكانية دمج المرحلتين السابقتين بمرحلة واحدة عن طريق اضافة مواد جديدة للتفاعل تقوم بتحول السيليلوز مباشرة و بخطوة واحدة الى مادة الـ ( HMF) الخام ، و بالفعل فقد وجد الباحثون ضالتهم اخيرا في مادة (( كلوريد النحاس )) حيث قاموا باضافتها الى المحلول الايوني جنبا الى جنب مع مادة كلوريد البروميوم مما ادى الى استخلاص السيليلوز من النبات و تحويله الى مادة الــ (( HMF)) بخطوة واحدة
nbsp;
وقد وجد الباحثون ان نسبة تحويل سيليلوز النباتات الى مادة الـ ( HMF) الخام بهذه الطريقة تجاوزت (51 ) % كما ان نسبة نقاوتها وصلت الى (96 ) % و كانت نسبة المواد الغير مرغوبة الناتجة عن التفاعل بهذه الطريقة قليلة جدا .
وقد وجد الباحثون أيضا ان المواد الوسيطة (( كلوريد البروميوم + كلوريد النحاس )) الموجودة في المحلول الايوني خرجت بعد التفاعل كما هي دون ان تتاثر او تنقص لذلك أمكن استخدامها اكثر من مرة لانتاج المادة الاولية التي يصنع منها البلاستيك ، وهذا ما يعني خفض تكاليف انتاج البلاستيك بهذه الطريقة كما اكد الباحثون ان استخدام المزيج المكون من المادتين السابقتين تفوق على طريقة استخدام الاحماض المعدنية في استخلاص السيليلوز من حيث الحاجة الى درجات حرارة اقل ، وانتاج كميات اعلى ، وانقى من مادة ( HMF) الخام .
والجدير بالذكر ايضا انه يمكن صناعة الوقود الحيوي ، وانتاج مادتي الغازولين ، والديزل من مادة الـ ( HMF) تماما كما تنتجا من النفط الخام .
و من المتوقع لهذا الاكتشاف في حال تطبيقه على نطاق واسع أن يشجيع على استغلال كبير ، وهائل لمخلفات المحاصيل بعد الحصاد ، والتي تتلف في كثير من الاحيان دون الاستفادة منها ، كما انه سيشجع على ما يبدو على استصلاح العديد من مساحات الاراضي القاحلة للحصول على المواد الخام لصناعة الوقود ، والبلاستيك من مصادر صديقة للبيئة تتصف بالتجدد ، والاستمرارية كما انها ستحد من تحويل غذاء الانسان الى وقود حيوي ، كما شهدنا في الفترات السابقة بشكل ادى الى احداث فجوات في الامن الغذائي العالمي ، نظر لان هذه الطريقة تمكننا من استغلال الاجزاء التي لا تؤكل من النياتات لان السيليلوز موجود بوفرة في كل اجزاءها كما اسلفت .
5-hydroxymethylfurf ural = HMF*
د حسان البيرومي
عضو رابطة الاعلاميين العلميين العرب
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق