إنتاج مادة حافظة للأطعمة من تدوير أشجار «الكريسماس»

باستخدام طريقة جديدة للتحويل الحراري المائي

شجرة عيد الميلاد (أرشيفية)

وجدت ورقة بحثية جديدة نُشرت في العدد الأخير من مجلة «إيه سي إس» للكيمياء والهندسة المستدامة، أنه يمكن استخدام شجرة عيد الميلاد (الكريسماس)، المعروفة باسم «إبر الصنوبر»، لإنتاج وقود متجدد ومواد كيميائية ذات قيمة مضافة. ويتم بيع ما بين 6 و8 ملايين شجرة عيد ميلاد كل عام في المملكة المتحدة. ويذهب ما يقدر بـ7 ملايين إلى مكب النفايات في نهاية فترة الأعياد.
وليس هذا مكلفاً فحسب، لكن بمجرد وصولها إلى مكب النفايات، ستطلق كل شجرة 16 كجم من غازات الدفيئة في أثناء تحللها، مما ينتج غاز الميثان، وهو أقوى 25 مرة من ثاني أكسيد الكربون (CO2).
ووجد بحث جامعي سابق عام 2018 أنه يمكن معالجة شجرة عيد الميلاد، لصناعة منتجات مفيدة من المواد الكيميائية، وذلك بمساعدة الحرارة والمذيبات. وأثبتت تلك الدراسة أن «التركيب الكيميائي لشجرة عيد الميلاد، يمكن تقسيمه إلى منتج سائل (الزيت الحيوي)، الذي يمكن استخدامه في إنتاج المحليات والطلاء والمواد اللاصقة والخل، ومنتج ثانوي صلب (الفحم الحيوي)، الذي يمكن استخدامه في العمليات الكيميائية الصناعية الأخرى».
وفي البحث الجديد، أعلن الباحثون من جامعة شيفيلد البريطانية، عن طريقة جديدة لإجراء التحويل الحراري المائي لـ«بيكربونات الصوديوم» جنباً إلى جنب مع تسييل الكتلة الحيوية من شجرة عيد الميلاد في وعاء واحد، لينتج عن ذلك حمض الفورميك. وأظهرت النتائج أن الفورميك يتم تحقيقه عن طريق المعالجة الحرارية المائية لـ«بيكربونات الصوديوم» والكتلة الحيوية «الليجنوسليلوزية» عند 250 درجة مئوية مع وقت مكوث يبلغ 180 دقيقة.
ويُستخدم حمض الفورميك الناتج في العديد من التطبيقات؛ إذ يمكن استخدامه في خلايا الوقود لتخزين ونقل الهيدروجين، الذي يمكن استخدامه كمصدر للطاقة، مما يوفر بديلاً نظيفاً للوقود الأحفوري؛ إذ لا يحتوي على أي انبعاثات ضارة. كما أنه يُستخدم على نطاق واسع كمادة حافظة للأطعمة، وعامل مضاد للجراثيم في علف الماشية، وكذلك في صناعة الجلود والمطاط.
وتقول ماريا فرنانديز، الباحثة الرئيسية بالدراسة، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة شيفيلد، في 29 ديسمبر (كانون الأول) الحالي: «بهذه النتائج، تضع هذه الدراسة استراتيجية جديدة لتثمين الكتلة الحيوية لإنتاج وقود متجدد ومواد كيميائية ذات قيمة مضافة، باستخدام الماء فقط كمصدر للطاقة ومذيب وإنتاج تفاعل متزامن يبسط العملية ويجعلها أكثر كفاءة».
من جانبه، يصف صلاح كامل، أستاذ الهندسة الكيميائية بجامعة أسوان (جنوب مصر)، هذه النتائج، بأنها «قد تفيد في تقديم حلول لكتل حيوية أخرى لا يتم استغلالها». ويقول كامل لـ«الشرق الأوسط»: «الفرق البحثية حول العالم تتبارى في الوصول لطرق أسهل للاستفادة من الكتل الحيوية، وكلما كانت الطريقة سهلة وغير مكلفة سيكتب لها الخروج من النطاق البحثي إلى التطبيق العملي».
ويضيف: «على سبيل المثال، فإن قش الأرز، توجد أكثر من فكرة لتكسير المواد (السيليلوزية) به، بحيث يمكن استخدامه في إنتاج الوقود الحيوي، ففي 2014 توصل فريق دنماركي إلى إنتاج حمض جديد له القدرة على تحليل (السيليلوز) مائياً، ومن ثم إنتاج الإيثانول الحيوي من المخلفات الزراعية دون الحاجة إلى الإنزيمات المكلفة». وتابع: «في 2017، وضع فريق بحثي من جامعة تينيسي بالولايات المتحدة تصوراً لإمكانية إنتاج إنزيمات لتكسير المواد (السيليلوزية) بقش الأرز، بما يسهل من عملية التخمر لإنتاج الإيثانول الحيوي».