بررسی تولید هیدروچار از ضایعات چوبی

مقدار کربن آلی یکی از معیارهای کیفیت خاک محسوب می شود و در تولید پایدار نقش مهمی ایفا می کند و از تخریب خاک جلوگیری می کند. افزودن مواد آلی به خاک ذخیره کربن خاک را افزایش می دهد اما مساله این است که مواد آلی به دلیل مقاومت کم در برابر فرایندهای تجزیه به سرعت در خاک تجزیه شده و از بین می روند. از طریق کربونیزه کردن زیست تودههای آلی و تبدیل آن به هیدروچار می توان سرعت تجزیه آنها را کاهش داد. هیدروچار مواد کربنی حاصل از کربونیزه شدن زیست تودههای آلی هستند. هیدروچار باعث ترسیب کربن و بهبود حاصلخیزی خاک می شود. هیدروچار یک ماده جامد قهوهای می باشد که از حرارت دادن زیست توده در داخل یک سیستم بسته در حضور آب در فشار ۱۰ تا ۳۰ بار و دمای ۱۸۰ تا ۲۳۰ درجه سانتی گراد تولید می شود. هیدروچارها می توانند رطوبت خاک را افزایش دهند و با افزایش تخلخلخل و تهویه خاک از تشکیل و تصعد گازهای گلخانه ای جلوگیری کنند. هم چنین به دلیل سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی بالا، عناصر غذایی را در خاک حفظ می کنند و کارایی کودها را بهبود می دهند. زیست توده های لیگنوسلولزی به دلیل فراوانی و واکنش پذیری بالا و قیمت کم گزینه مناسبی برای تولید هیدروچار محسوب می شوند. نتایج تحقیقات نشانداده که ترکیب شیمیایی موجود در مواد لیگنوسلولزی روی میزان بازدهی تولید و ویژگی های فیزیکی شیمیایی هیدروچار تولید شده تاثیر دارد. مواد لیگنوسلولزی که دارای درصد بالاتری از همی سلولز هستند در مقایسه با آن دسته از مواد که لیگنین بیشتری دارند با درجه جانشینی بالاتری به هیدروچار تبدیل می شوند. ضایعات چوبی علاوه بر چوبهای باقیمانده از فرایندهای روکش گیری ، برش و لوله بری می تواند شامل پسماندهای فراورده های مرکب چوب از جمله تخته خرده چوب، تخته فیبر با دانسیته متوسط و .. باشد که سالانه در حجم زیاد انباشت می شوند و کنترل و مدیریت این پسماند مخصوصا با توجه به عوارض نامطلوب زیست محیطی که به جا می گذارند، بسیار حائز اهمیت است . وجود چسب های ترموست در ساختار این فراوردهها بازیافت آنها به محصول اولیه را با چالش های فراوانی همراه ساخته است . لذا یکی از بهترین راهکارها استفاده از این پسماند ارزشمند در تولید محصولات با ارزش افزوده بالا و متفاوت با محصول اولیه است . این پسماند هم چنین می توانند گزینه مناسبی برای تولید هیدروچار باشند. در تولید هیدروچار از پسماند چوبی حاوی رزین اوره فرمالدهید افزایش دما از ۱۸۰ به ۲۶۰ درجه سانتی گراد باعث کاهش بازدهی هیدروچار می شود. به دلیل هیدرولیز اوره فرمالدهید به اوره در دمای ۱۸۰ درجه سانتی گراد بازدهی نیتروژن زدایی می تواند به بیش از ۸۰% برسد اما در دماهای بالاتر بازدهی نیتروژن زدایی به دلیل واکنش های تراکمی و پلیمریزاسیون اوره فرمالدهید با مشتقات کربوهیدرات کاهش می یابد. رزین اوره فرمالدهید و همی سلولز می توانند در دمای ۱۸۰ درجه سانتی گراد هیدرولیز شوند اما کربنی شدن سلولز در دمای بالای ۲۴۰ رخ می دهد. با بررسی عوامل مختلف موثر بر بازدهی تولید هیدروچار از ضایعات چوبی می توان از این پسماند ارزشمند به عنوان ماده اولیه مناسب برای تولید هیدروچار استفاده کرد.