6:37 ص المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتيب : تقنيات تحسين القيمة الغذائية للمخلفات الزراعية

يتم إنتاج ملايين الأطنان من النفايات الزراعية سنويًا. يظل التخلص من هذه النفايات وإدارتها مصدر قلق مشروع لعلماء البيئة والحكومات وأصحاب المصلحة الآخرين. إن التخلص غير الملائم من هذه النفايات وإدارتها يشكلان قبيحًا على البيئة ، ومخاطر صحية ، ومصدرًا لتلوث الموائل المائية والبرية. يظل تحويل النفايات الزراعية إلى منتجات مفيدة استراتيجية فعالة من حيث التكلفة وصديقة للبيئة ومستدامة لإدارة النفايات. تستعرض هذه الدراسة مختلف ممارسات المعالجة المسبقة التي تهدف إلى تحسين قابلية التحلل البيولوجي وقابلية هضم الكتلة الحيوية الزراعية lignocellulosic. تتم مراجعة تقنيات المعالجة المسبقة الشائعة مثل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والفيزيائية الكيميائية بالإضافة إلى المعالجة المسبقة المستندة إلى المذيبات الخضراء الجديدة والتأكيد عليها لتحسين قابليتها للتطبيق وإمكانية تطبيقها.

عادة ما تكون النفايات الزراعية عبارة عن كتلة حيوية من اللجنوسليلوز والتي تحتوي على تركيبات جزيئية معقدة بما في ذلك السليلوز ، والهيميسليلوز ، واللجنين  . بالإضافة إلى هذه المكونات ، تحتوي الكتلة الحيوية lignocellulosic أيضًا على بعض المستخلصات مثل الرماد والبروتين ، وإن كان بكميات صغيرة جدًا. نظرًا لأن الرماد والبروتينات بكميات ضئيلة ، فإن وجودها ليس له أي تأثير على تكوين ومعالجة وتحويل الكتلة الحيوية lignocellulosic. يتم تقسيم المصفوفات المدمجة المعقدة إلى مونومرات بسيطة قبل أن يتم تحويلها إلى أشكال مختلفة . بشكل عام ، تتكون النفايات الزراعية من السليلوز أكثر من الهيميسليلوز واللجنين.

نظرًا لتركيبها التركيبي وبنيتها الكيميائية الفيزيائية المعقدة ، لا تتحلل بسهولة بعض الكتلة الحيوية lignocellulosic ، بما في ذلك النفايات الزراعية. للتغلب على هذه العقبة ، تخضع الكتلة الحيوية لبعض العمليات. عمليات المعالجة المسبقة هي العمليات التي يتم إجراؤها على الكتلة الحيوية للتغلب على المقاومة الأولية لتحويلها السهل. تغير هذه العمليات مكونات الكتلة الحيوية وبالتالي زيادة كفاءة التحويل. أثناء هذه العملية ، يتم تقسيم الجزيئات المعقدة في الكتلة الحيوية إلى سليلوز ، وهيميسليلوز ، ولجنين. يهدف تحلل السليلوز إلى تعزيز المسامية ومساحة السطح مع تقليل تبلور جزء السليلوز. الغرض الرئيسي من تنفيذ المعالجة المسبقة للنفايات الزراعية وغيرها من الكتلة الحيوية lignocellulosic تشمل الحد من استهلاك الطاقة أثناء التحويل ، وخفض التكلفة ، والتكوين المباشر للسكريات من الكتلة الحيوية. تضمن ممارسة المعالجة المسبقة أيضًا الحفاظ على السكر المنتج من التحلل وكذلك تقليل إنتاج المنتجات المثبطة . تشمل مناهج المعالجة المسبقة الشائعة العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والفيزيائية الكيميائية والعملية القائمة على المذيبات الخضراء

تستخدم تقنيات المعالجة الفيزيائية لتحقيق تقليل في حجم الجسيمات وتحسين مساحة سطح النفايات الزراعية. يضمن تقليل الحجم زيادة إمكانية الوصول إلى الإنزيم والميكروبات أثناء المعالجة ، وتقليل تبلور السليلوز ، وزيادة كفاءة التحويل ، وفي النهاية إنتاجية أفضل للمنتج. تتضمن طريقة المعالجة الفيزيائية أيضًا المعالجة الميكانيكية والمعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية والمعالجة بالميكروويف والمعالجة الحرارية.

تمارس المعالجة الميكانيكية قوة ميكانيكية لكسر الهيكل الصلب للجنوسليلوز لتقليل حجم الجسيمات ومحتوى اللجنين ودرجة البلمرة. كما أنه يضمن الوصول المحسن للمواد الكيميائية أو الإنزيمات إلى السليلوز والهيميسليلوز ويزيد من مساحة السطح للحصول على تفاعل أفضل. يتم تحقيق المعالجة الميكانيكية عن طريق القطع ، والطحن ، والتقطيع ، والقص ، والتقليب  . تتضمن المعالجة بالموجات فوق الصوتية توليد اهتزازات عالية الطاقة تخترق وتتحلل بلورات بنية lignocellulose. تم استخدام التردد العالي وشدة ومدة الاهتزازات فوق الصوتية لإزالة 80-100٪ من محتوى اللجنين من مخلفات القهوة والملفوف والفول السوداني .

المعالجة الحرارية هي تطبيق درجة حرارة عالية لإذابة الزيلان والعربان والمانان الموجود في مادة الليجنوسليلوز   هذا يسمح للإنزيمات والمواد الكيميائية الأخرى بالوصول إلى السليلوز والهيميسليلوز. موراليس وآخرون.   وأهورسو وآخرون.   أفاد بأن تعريض النفايات الزراعية للمعالجة الحرارية المائية عند 200 درجة مئوية لمدة 90 دقيقة يساعد على إذابة أوليغومرات ، واستخراج اللجنين ، ورفع كفاءة التحويل إلى 96.4٪. تولد المعالجة بالميكروويف إشعاعات كهرومغناطيسية تتسرب إلى نسيج النفايات الزراعية لإضعاف القوى التي تربط المكونات المختلفة معًا ...

-----------------

تنزيل الكتيب

------------------------

مشاركة