نوآوری محققان دانشگاه تهران در استفاده از پسماندهای آلی جامد
مستر کار: به گزارش مستر کار، محققان دانشگاه تهران برای نخستین بار در کشور، ترکیبات نیترو-هیومیکی را از پسماندهای آلی جامد و پسماند معادن زغال سنگ (منبع لیگنایت) در مقیاس آزمایشگاهی تولید کردند.
به گزارش مستر کار به نقل از ایسنا، محققان دانشکده فناوری کشاورزی دانشگاه تهران به سرپرستی دکتر محمدحسین کیانمهر استاد دانشگاه تهران و مهندس احسان سرلکی دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک بیوسیستم، برای نخستین بار موفق به توسعه یک روش کاملاً زیست محیطی و فیزیکی شیمیایی برای تولید ترکیبات نیترو-هیومیکی از پسماندهای آلی جامد در کشور شدند.
هم اکنون این محصول در مرحله آزمایشگاهی به تولید رسیده است. با رشد و بلوغ فناوری بکار گرفته شده میتوان با تولید انبوه، همینطور این محصول را با کاربردهای مختلف (multi-functional product) از زیست توده های تجدیدپذیر، تجاری سازی و به کشورهای متقاضی صادر کرد.
این پروژه در همکاری بین دانشکده فناوری کشاورزی دانشگاه تهران، پارک علم و فناوری دانشگاه تهران و دانشگاه فنی دانمارک بعد از ۳ سال کار تحقیقاتی و پر تلاش به نتیجه رسیده است. قابل توجه است که تولید ترکیبات نیترو-هیومیکی بر پایه منابع تجدیدپذیر مانند زیست توده های کشاورزی هم اکنون با همکاری دانشگاه فنی دانمارک در حال انجام می باشد.
نوآوری در استفاده از پسماندهای آلی جامد و مایع که توسعه صنعتی را با در نظر گرفتن شرایط زیست محیطی و اقتصادی سازگار می کند، سرلوحه تحقیقات جاری در دانشکده فناوری کشاورزی دانشگاه تهران است. یکی از موضوعات تحقیقاتی جاری در حوزه ارزش گذاری پسماندها در این دانشکده به سرپرستی دکتر محمد حسین کیانمهر، تولید ترکیبات هیومیکی غنی از نیتروژن با نام ترکیبات نیترو-هیومیکی است. در ساخت این ترکیبات از تکنیک فعال سازی ترکیبات هیومیکی در فاز جامد در ترکیب با تکنیک غنی سازی نیتروژن (Nitrogen-doping) بهره گرفته شده است.
دکتر محمدحسین کیانمهر، استاد دانشکده فناوری کشاورزی دانشگاه تهران در رابطه با اهمیت تولید ترکیبات نیترو-هیومیکی، اظهار داشت: نیتروژن (N) بعنوان مهم ترین ماده غذایی گیاه مورد استفاده قرار می گیرد. به همین دلیل، کودهای نیتروژنی یکی از کالاهای اساسی بخش کشاورزی هستند و هم اکنون بیشتر از ۷۰ درصد از نیاز کودی برای تولید مواد غذایی در جهان را می سازند. با این وجود، اتلاف مواد مغذی حاصل از کودهای نیتروژنی تا بیشتر از ۵۰ درصد به میزان قابل توجهی در بازده پایین کود مؤثر است و منجر به کاهش عملکرد محصولات زراعی، متحمل شدن کشاورزان به صرف هزینه بیشتر برای رسیدن به حداکثر عملکرد گیاه و در نهایت سبب تهدید امنیت غذایی بیشتری می شوند. علاوه بر این، تلفات کودهای نیتروژنی از راه انتشار گازهای گلخانه ای در جو، آلودگی آب های زیرزمینی و اوتریفیکاسیون آب های سطحی، اثر منفی محیط زیستی در کشاورزی را می افزایند.
وی ادامه داد: با عنایت به توسعه پایدار کشاورزی، امنیت غذایی و بهبود رابطه خاک-گیاه-انسان، محققان و صنعت در کوشش برای تولید محصولات ایده آلی هستند که تعادل مناسبی بین انتشار مواد مغذی، بهبود جذب گیاه و نتایج زیست محیطی ایجاد کنند. بر این اساس، امروزه استفاده از محصولات هیومیکی غنی سازی شده با عناصر ضروری گیاه درحال توسعه و تولید هستند.
دکتر کیانمهر در رابطه با دستاورد محققان دانشگاه تهران در زمینه تولید محصولات هیومیکی غنی از نیتروژن، توضیح داد: «این فناوری امکان تولید ترکیبات نیترو-هیومیکی با قدرت حلالیت بالا در قلیا و آب و غنی از گروههای عاملی فعال با ساختاری مهندسی شده را به همراه دارد. تکنیک فعال سازی ترکیبات هیومیکی در فاز جامد (بدون ایجاد پساب، پسماند و عدم تولید ترکیبات سمی) تحت دما و فشار محیط برای حل مشکلات در ارتباط با روشهای فنی فاز مایع انجام شده است. ترکیبات ساخته شده دارای توزیع یکنواختی از نیتروژن های مختلف مانند نیتروژن آمونیوم، نیتروژن آمید و نیتروژن های آلی پیوندی است.»
وی ادامه داد: «این شرایط به این مفهوم است که ترکیب نیترو-هیومیکی می تواند بر مبنای نیاز گیاه، نیتروژن جذب شده در ساختارش را برای مدت زمان طولانی تری در خاک آزادسازی کند. در عین حال ترکیب حاضر از درجه هیومیفیکاسیون بالا و شاخص شوری مطلوبی برخوردار می باشد. این ترکیب با دارا بودن ظرفیت تبادل کاتیونی بالا، محتوای بالای گروههای عاملی کربوکسیلی و فنولی و همینطور دسترسی بالای عناصر میکرو و ماکرومغذی می تواند در کشاورزی بعنوان یک ترکیب مغذی ارزانقیمت با خاصیت کند رهش نیتروژن جهت بهبود تغذیه و تحریک رشد گیاه و اصلاح ساختار خاک مورد استفاده قرار گیرد.»
دکتر کیانمهر، یکی از مزایای برتر این محصول را دسترسی بالای مواد مغذی در ترکیب نیترو-هیومیکی دانست و تصریح کرد: «نتایج بسیار قابل توجه در فرایند فعال سازی فاز جامد نسبت به روش های مرسوم استخراج قلیایی ایجاد مزیت در بهبود فعال سازی، حفظ و ریکاوری عناصر مغذی ماکرو و میکرو است. قابل توجه است که روش های مرسوم استخراج قلیایی که در فاز مایع تحت دما و فشار مشخص انجام و هم اکنون در کشور در مقیاس صنعتی برای تولید ترکیبات هیومیکی استفاده می شوند، علاوه بر هدررفت انرژی و کاتالیست، سبب هدررفت خیلی از عناصر ماکرو و میکرو در قسمت پسماند استخراج (هیومین) و کیفیت پایین محصول نهایی می شوند.»
استاد دانشگاه تهران در تشریح مزایای اقتصادی روش بکار گرفته هم اظهار نمود: «می توان ادعا نمود که با افزایش بازده فعال سازی ترکیبات هیومیکی لیگنایت (تا بیشتر از ۲ برابر)، کاهش زمان واکنش و مصرف کاتالیست، هزینه های فرایند تولید ترکیبات نیترو-هیومیکی از پسماندهای آلی کربنی تا مقدار ۱۵۹.۷ دلار بر تن کاسته شده است که نسبت به ترکیبات نیترو-هیومیکی ساخت چین و آلمان با قیمت بیشتر از ۱۰۰۰ دلار بر تن دارای ارزش رقابتی است.»
دکتر کیانمهر اضافه کرد: «این دستاورد علاوه بر افزایش سود حاصل از فروش، سبب ارتقای استانداردهای کیفیت محصول، محیط زیست و کشاورزی و افزایش مزیت رقابتی می شود. با رشد و بلوغ فناوری بکار گرفته شده، از این محصول همینطور میتوان بعنوان مکمل در تغذیه طیور و دام و بعنوان ابرخازن جهت ذخیره انرژی در باتری ها کاربرد گرفت.»
به نقل از روابط عمومی دانشگاه تهران، یافته های حاصل از طرح محققان دانشگاه تهران در نشریه معتبر الزویر "Chemical Engineering Journal" با ضریب تأثیر ۱۶.۷۴ انتشار یافته است. همینطور سه مقاله علمی -پژوهشی داخلی و ثبت اختراع محصول هم از دستاوردهای تحقیقاتی این طرح است. علاوه بر این، این طرح از حمایت مالی پارک علم و فناوری دانشگاه تهران در چارچوب طرح شکوفایی برخوردار بوده است. مقالات منتج از طرح حاضر از راه پیوندهای زیر در دسترس قرار گرفته است:
https: //www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894722064592
https: //ijswr.ut.ac.ir/article_89789.html?lang=fa
https: //ijswr.ut.ac.ir/article_84871.html?lang=fa
منبع: mastercar.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب