9:28 ص
الانتاج النباتي -
كتب الزراعة
كتاب : المرجع الشامل في تدوير و استثمار مخلفات نخيل التمر
النخيل نوع من النباتات دائمة الخضرة تنتمي إلى عائلة Arecaceae. يتم
التعرف على أشجار النخيل من خلال سعفها (أوراقها) على شكل مروحة أو ريشة
وجذوعها أو سيقانها المغطاة بالألياف. يوجد أكثر من 2600 نوع من أشجار النخيل
التي تم تجميعها في أكثر من 200 جنس. النخيل الأكثر انتشارًا في الشرق الأوسط
هو شجرة النخيل بسبب المناخ المناسب لنخيل التمر وثمرها اللذيذ المليء
بالمغذيات . تعتبر نخيل التمر الشهير موردًا طبيعيًا متجددًا لأنه يمكن
استبداله في فترة زمنية قصيرة نسبيًا. يستغرق الأمر حوالي ست سنوات حتى تحمل
أشجار النخيل ثمارها بعد الزراعة وحوالي تسع سنوات لإنتاج غلة قابلة للحياة
للحصاد التجاري. عادة، يتم حرق نفايات نخيل التمر في المزارع أو التخلص منها
في مكبات النفايات، مما يسبب تلوثًا بيئيًا في الدول المنتجة للتمور. توجد
مجموعة واسعة من التقنيات الفيزيائية والكيميائية والحرارية والكيميائية
الحيوية للاستخدام المستدام للكتلة الحيوية لنخيل التمر. بالإضافة إلى ذلك،
يحتوي نخيل التمر على نسبة عالية من المواد الصلبة المتطايرة ومحتوى منخفض من
الرطوبة. هذه العوامل تجعل بقايا نخيل التمر مصدرًا ممتازًا للكتلة الحيوية
في الدول المنتجة لنخيل التمر.
يبلغ متوسط العمر الاقتصادي لبستان التمر من 40 إلى 50 عامًا، ولكن
بعضها يظل منتجًا حتى 150 عامًا . خلال هذه الفترة من العمر، تتطلب
نخلة التمر عناية خاصة. يجب إزالة الفرع، ويجب إزالة السعف الميت أو المعيب
سنويًا، مما يولد حوالي 20 كجم من النفايات سنويًا من نخلة تمر واحدة فقط.
أفادت بعض الدراسات أن المملكة العربية السعودية وحدها تولد أكثر من 200000
طن من الكتلة الحيوية لنخيل التمر كل عام .
تتكون نفايات نخيل التمر من السعف والفروع وقاعدة السعف المجففة (الكراب)
ونوى التمر. ووفقًا للمزارعين المحليين، فإنهم عادة ما يجمعون هذه النفايات
ويحرقونها. يتم تقطيع جزء صغير من النفايات وخلطها مع نفايات حيوية أخرى
لاستخدامها كعلف للحيوانات، أو تركها جانبًا لتتحلل بشكل طبيعي لاستخدامها
كسماد. الغرض الرئيسي من هذه المقالة هو إثبات أن أبحاث معالجة مخلفات نخيل
التمر تستحق الاستثمار فيها.
خصائص مخلفات نخيل التمر
يتطلب الاستخدام الصناعي لمخلفات نخيل التمر دراسة مفصلة للخصائص
الميكانيكية والكيميائية بالإضافة إلى دراسة محددة للخصائص الميكانيكية أو
التغذية أو تحليل التحلل الحراري، اعتمادًا على التطبيق المطلوب. ومع ذلك،
يتم توليد مخلفات نخيل التمر من عدة أجزاء من شجرة نخيل التمر. تنتج أشجار
نخيل التمر نفايات سنويًا في شكل سعف وعناقيد فاكهة فارغة وألياف نخيل
التمر وفواكه مجففة، بينما يتم توليد النفايات على شكل جذوع فارغة من أشجار
النخيل الميتة؛ من ناحية أخرى، تولد بذور نخيل التمر (تسمى نوى التمر أو
الحفر) نفايات من صناعات معجون التمر
تتكون الألياف النباتية بشكل أساسي من ألياف السليلوز المضمنة في مصفوفة
اللجنين. ما يجعل ألياف النخيل مميزة هو البنية الحيوية التي تمنحها خصائص
ميكانيكية جيدة. يبدأ الهيكل بجدار أساسي يحيط بثلاثة جدران ثانوية. يتكون
كل جدار من الهيميسليلوز، ويعمل اللجنين كمصفوفة، بينما تتسلسل جزيئات
السليلوز كسلسلة من الألياف الدقيقة الخلوية الملفوفة حلزونيًا على السطح
الخارجي لكل جدار . من الملاحظ أن ألياف النخيل مجوفة بسبب وجود
التجويف، على عكس الألياف الاصطناعية.
الخصائص الفيزيائية لنفايات نخيل التمر
بالنسبة للاستخدام الصناعي، فإن دراسة الخصائص الفيزيائية مهمة للمهندسين
لتطبيق الألياف الطبيعية بشكل فعال في المنتجات والتطبيقات الهندسية.
الخصائص الفيزيائية الرئيسية للألياف الطبيعية التي يدرسها العلماء
والباحثون هي طول الألياف وقطرها وكثافتها والتوصيل الحراري والتكلفة
والتوافر .
الخواص الميكانيكية لألياف نخيل التمر
تتأثر الخواص الميكانيكية للألياف الطبيعية بشدة بعدة متغيرات مثل البنية
وزاوية الألياف الدقيقة والتركيب الكيميائي وأبعاد الخلية والعيوب. ووفقًا
للعقلة وآخرين ، فإن زاوية الألياف الدقيقة هي الزاوية بين محور
الألياف والألياف الدقيقة. هذه الزوايا مسؤولة عن الخواص الميكانيكية
للألياف. فكلما كانت الزاوية أصغر، زادت قوة وصلابة الألياف؛ وعادة ما توفر
الزوايا الأكبر قابلية أعلى للسحب . وبشكل عام، تمتلك الألياف
الطبيعية ذات القوة الميكانيكية الأعلى محتوى أعلى من السليلوز وطول خلية
أطول ودرجة أعلى من بلمرة السليلوز وزاوية ألياف دقيقة أقل. وعادة ما تزداد
الخواص الميكانيكية المهمة، مثل قوة الشد ومعامل يونج، مع زيادة محتوى
السليلوز وطول الخلية .
توصيف ألياف نخيل التمر للتطبيقات الميكانيكية
تعتبر نفايات ألياف نخيل التمر نفايات قيمة بسبب التنوع الهائل في
تطبيقاتها. ونظرًا لأن ألياف نخيل التمر ألياف طبيعية، فإن الخصائص
الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية من المستحيل التحكم فيها وتختلف
كثيرًا في مرحلة الحصاد بسبب العديد من المتغيرات الطبيعية مثل التربة
وحالة الشجرة وحالة المناخ والأمراض وما إلى ذلك. علاوة على ذلك، يمكن
لعملية استخراج الألياف أيضًا أن تؤثر على خصائصها. يتم تقريب الخصائص
المذكورة سابقًا في نطاقات واسعة من ألياف نخيل التمر الخام. ولهذا السبب
فإن معايير التوصيف وطرق التحكم في الخصائص مطلوبة للصناعات للاستفادة من
ألياف نخيل التمر في التطبيقات الهندسية. نظرًا لأن طريقة التحكم سيتم
مناقشتها في قسم منفصل، فسيتم اقتراح معايير التوصيف المستندة إلى العقلة
وآخرون هنا. لقد طوروا معيارًا لإثبات جدوى ألياف نخيل التمر لصناعات
السيارات. ومع ذلك، من خلال تعديل معيارهم، يمكن للمرء أن يميز ألياف نخيل
التمر، ويصمم خطة معالجة أولية مناسبة، ويختار نوع ألياف نخيل التمر
والمواصفات المطلوبة لتطبيقات محددة. يوضح الشكل 5 مقطعًا تخطيطيًا للألياف
الطبيعية.....
--------------------
تنزيل الكتاب :
ليست هناك تعليقات:
ملحوظة: يمكن لأعضاء المدونة فقط إرسال تعليق.