مقاله آشنایی با مصارف صنعتی پوسته شلتوک برنج (قسمت اول)

محدودیت منابع آب و خاک از یک سو و رشد روز افزون جمعیت انسانی از سوی دیگر موجب شده است که استفاده بیش از پیش از منابع موجود و به حداقل رساندن ضایعات از اهمیت ویژه‌ای برخورد گردد. تولید محصول برنج با رنج فراوان همراه است و شایسته است که از این زحمت طاقت فرسا حداکثر بهره‌وری به عمل آید. 20 درصد شلتوک تولیدی را پوسته خارجی آن تشکیل می‌دهد که هیچگونه استفاده مناسبی از آن به عمل نمی‌آید.

 

مصارف صنعتی پوسته شلتوک

پوسته شلتوک قابل تبدیل به محصولات صنعتی بسیاری می‌باشد که هر یک دارای مزایا و معایب فنی و اقتصادی خاص خود می‌باشد.

1-تخمیر: وزارت کشاورزی آمریکا، سازمان غذا و دارو ایالت متحده وابسته به وزارت کشاورزی آمریکا و (NRRL) با استفاده از میکروارگانیسم کلستریدیوم استوبوتیلیکوم فرآیند تخمیر زیلور یا پنتوز یا قندهای دیگر موجود در پوسته شلتوک و تبدیل آن‌ها به سوخت های مایع یا مواد حلال‌زا ابداع کرده است.

2-هیدروژناسیون: آزمایشات کارگاهی بر روی تبدیل پوسته شلتوک به سوخت نفتی از طریق واکنش با مونواکسید کربن و گاز-آب در حضور کاتالیزور و آب انجام گرفته است. تحت شرایط مطلوب بیش از 99 درصد از مواد آلی موجود در پوسته شلتوک به فرآورده‌های مایع و گازی تبدیل شد. از این میان بین 40 تا 50 درصد را محصولات مایع محلول در بنزین تشکیل می‌داد و باقی‌مانده فرآورده‌های گازی بود.

3-تخته‌های نئوپان: انواع مختلف تخته‌های نئوپان برای مصارف داخلی و بیرونی ساختمان به شکل تخته‌های دیواری، تخته‌های پوشش کف یا سقف ساختمان با استفاده از پوسته شلتوک و رزین به عنوان چسب پیوند دهنده مواد قابل تولید است. همچنین می‌توان بخشی از سلولز جداره بیرونی پوسته را به مواد خمیری تبدیل کرد تا پوسته‌ها به همدیگر بچسبند. تخته‌های نئوپان می‌تواند از طریق مخلوط کردن پوسته شلتوک با 8 درصد رزین (بر حسب وزن پوسته) و فشردن آن در پرس داغ پیش حرارت داده شده در فشار معین و دمای 154 تا 210 درجه سانتی‌گراد تولید می‌شود.

آزمایش‌ها در آزمایشگاه، تحقیقات منطقه‌ای در جورهات هندوستان نشان داده است که با بکارگیری یک فرآیند شیمیایی-حرارتی و بر اساس ظرفیت پیوند گروه‌های تابعی مواد سلولزی می‌توان پوسته را بصورت مقوا و تخته نئوپان پرس کرد. این فرایند مستلزم افزایش محتوای رطوبت تا میزان 20 درصد و پرس کردن محصول در دمای 130 تا 160 درجه سانتی‌گراد تحت فشاری معادل با 80 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع به مدت 30 دقیقه و مشروط کردن به مدت 12 ساعت می‌باشد. با افزودن 3 درصد وزنی اسید سولفوریک یا اسیداوریک و یا هر دو به ترکیب مذکور تخته ضدآب حاصل می‌شود.

بر طبق تحقیقات اوجها و همکارانش، چنانچه پوسته شلتوک تا مش 40 تا 60 آسیاب شود تولید تخته نئوپان بدون استفاده از رزین ممکن است. در آزمایشی پوسته آسیاب شده با 5 تا 8 درصد وزنی اسید سولفوریک 2 درصد مخلوط گردید و سپس خشک شد. مخلوط خشک شده به آهستگی با استفاده از پرس هیدرولیک داغ فشرده شد. تحت فشار 60 تا 70 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع و در دمای 165 درجه سانتی‌گراد به مدت 20 تا 25 دقیقه تخته با وزن حجمی 1.1 تا 1.3 گرم بر سانتی‌متر مکعب حاصل شد. در دمای 175 تا 200 درجه سانتی‌گراد 12 تا 15 دقیقه وقت لازم بود تا تخته پرس و فشرده شود.

در روش دیگری پوسته آسیاب شده با مش 10 تا 20 به مقدار 7 تا 8 درصد وزن پوسته با رزین فنل فرمالدئید به خوبی مخلوط گردید. پوسته آغشته شده به رزین در آفتاب خشک شد و سپس به آهستگی با پرس داغ فشرده شد.

با استفاده از رزین به عنوان عامل پیونددهنده ذرات پوسته، تخته‌هایی با وزن حجمی 0.6 و 1.06 گرم بر سانتی‌متر مکعب (با اعمال فشارهای به ترتیب 20 و 140 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع) ساخته شد. با تغییر فشار وارده حین پرس، وزن حجمی تخته‌ها تغییر داده شد.

4-بریکت: فشردن یا قالب‌زنی پوسته شلتوک راه حل مناسبی برای کاهش هزینه بالای حمل و نقل به جهت کم بودن وزن حجمی پوسته می‌باشد. بریکت (آجر مانند) به عنوان سوخت صنعتی و خانگی قابل استفاده است. اگرچه کوشش‌های مداوم توسط شرکت موادغذایی هند صورت گرفته است تا ماشین هالیت ساخت ژاپن را با شرایط محلی و بومی وفق دهد اما هنوز کاربرد تجاری نیافته است. دو دستگاه دیگری که در تولید بریکت قابل استفاده بنظر می‌آیند ماشین سکوکو ساخت ژاپن و بریکت ساز فرد هازمن ساخت سوئیس می‌باشد. کاربرد ایین دستگاه در تولید بریکت پوسته شلتوک همراه با مشکلات خاص می‌باشد. خاصیت سایندگی پوسته شلتوک فرسایش سریع بخش‌های فشار و نقاله را به وجود می‌آورد.

 

ریکت

شکل1- بریکت

5-فورفورال: آغشتن پوسته شلتوک با اسید سولفوریک و تقطیر بخار حاصل فوفورال تولید می‌کند. پوسته شلتوک بین 5-4 درصد تا 12-13 درصد فورفورال تولید می‌کند. فورفورال به گستردگی در صنایع پلاستیک‌سازی، لاستیک مصنوعی و پالایش نفت به کار می‌رود. شرکت مواد شیمیایی کوارراوتس سالانه 15240-13208 تن پوسته شلتوک را در کارخانه ممفیس به مصرف می‌رساند.

در حدود 2 درصد پوسته تولیدی در ایالات متحده آمریکا و 12 درصد از پوسته ایتالیا صرف تولید فورفورال می‌شود. در هندوستان در حوالی احمدآباد کارخانه تولید فورفورال از پوسته شلتوک احداث شده است اما به دلیل عدم دسترسی به مقدار پوسته کافی، غیرفعال می‌باشد.

 

رشیدی، حسن؛ نصیری، مرتضی. (1380). مصارف صنعتی پوسته شلتوک. مازندران: موسسه تحقیقات برنج کشور