سه شنبه، ۱۸ بهمن، ۱۴۰۱ | Tuesday, 7 February , 2023

نوآوری محققان دانشگاه تهران در تولید ترکیبات مغذی گیاه از پسماند معادن و ضایعات آلی

نسخه قابل پرینت
کد خبر:49921
یکشنبه، ۲۵ دی، ۱۴۰۱ | 15:02

نوآوری محققان دانشگاه تهران در تولید ترکیبات مغذی گیاه از پسماند معادن و ضایعات آلی

محققان دانشگاه تهران برای نخستین بار در کشور، ترکیبات نیتروهیومیکی را از پسماندهای آلی جامد و پسماند معادن زغال سنگ (منبع لیگنایت) در مقیاس آزمایشگاهی تولید کردند.

به گزارش دیده بان علم ایران، محققان دانشکده فناوری کشاورزی دانشگاه تهران به سرپرستی دکتر محمدحسین کیانمهر استاد دانشگاه تهران و مهندس احسان سرلکی، دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک بیوسیستم، برای اولین بار موفق به توسعه یک روش کاملاً زیست‌‌محیطی و فیزیکی‌شیمیایی برای تولید ترکیبات نیتروهیومیکی از پسماندهای آلی جامد در کشور شدند.

در حال حاضر این محصول در مرحله آزمایشگاهی به تولید رسیده است. با رشد و بلوغ فناوری به کار گرفته شده می‌توان با تولید انبوه، همچنین این محصول را با کاربردهای مختلف از زیست‌توده‌های تجدیدپذیر، تجاری‌سازی 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 پس از سه سال کار تحقیقاتی به نتیجه رسیده است.

تولید ترکیبات نیتروهیومیکی بر پایه منابع تجدیدپذیر مانند زیست‌توده‌های کشاورزی که در آن از تکنیک فعال‌سازی ترکیبات هیومیکی در فاز جامد در ترکیب با تکنیک غنی‌سازی نیتروژن (Nitrogen-doping) استفاده شده در حال حاضر با همکاری دانشگاه فنی دانمارک در حال انجام می‌باشد.

نوآوری در استفاده از پسماندهای آلی جامد و مایع که توسعه صنعتی را با در نظر گرفتن شرایط زیست‌محیطی و اقتصادی سازگار می‌کند، سرلوحه تحقیقات جاری در دانشکده فناوری کشاورزی دانشگاه تهران است.

دکتر محمدحسین کیانمهر، استاد دانشکده فناوری کشاورزی دانشگاه تهران درباره اهمیت تولید ترکیبات نیتروهیومیکی، گفت: نیتروژن به عنوان مهمترین ماده غذایی گیاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌ همین دلیل، کودهای نیتروژنی یکی از کالاهای اساسی بخش کشاورزی هستند و در حال حاضر بیش از ۷۰ درصد از نیاز کودی برای تولید مواد غذایی در جهان را تشکیل می‌دهند. با این حال، اتلاف مواد مغذی حاصل از کودهای نیتروژنی تا بیش از ۵۰ درصد به میزان قابل‌توجهی در بازده پایین کود موثر است و منجر به کاهش عملکرد محصولات زراعی، متحمل شدن کشاورزان به صرف هزینه بیشتر برای رسیدن به حداکثر عملکرد گیاه و در نهایت باعث تهدید امنیت غذایی بیشتری می‌شوند. علاوه بر این، تلفات کودهای نیتروژنی از طریق انتشار گازهای گلخانه‌ای در جو، آلودگی آب‌های زیرزمینی و اوتریفیکاسیون آب‌های سطحی، اثر منفی محیط زیستی در کشاورزی را افزایش می‌دهند.
وی افزود: با توجه به توسعه پایدار کشاورزی، امنیت غذایی و بهبود رابطه خاک-گیاه-انسان، محققان و صنعت در تلاش برای تولید محصولات ایده‌آلی هستند که تعادل مناسبی بین انتشار مواد مغذی، بهبود جذب گیاه و پیامدهای زیست محیطی ایجاد کنند. بر این اساس، امروزه استفاده از محصولات هیومیکی غنی‌سازی‌شده با عناصر ضروری گیاه در حال توسعه و تولید هستند.
کیانمهر درباره دستاورد محققان دانشگاه تهران در زمینه تولید محصولات هیومیکی غنی از نیتروژن، توضیح داد: «این فناوری امکان تولید ترکیبات نیتروهیومیکی با قدرت حلالیت بالا در قلیا و آب و غنی از گروه‌های عاملی فعال با ساختاری مهندسی‌شده را به همراه دارد. تکنیک فعال‌سازی ترکیبات هیومیکی در فاز جامد (بدون ایجاد پساب، پسماند و عدم تولید ترکیبات سمی) تحت دما و فشار محیط برای حل مشکلات مربوط به تکنیک‌های فاز مایع انجام شده است. ترکیبات تولید شده دارای توزیع یکنواختی از نیتروژن‌های مختلف مانند نیتروژن آمونیوم، نیتروژن آمید و نیتروژن‌های آلی پیوندی می‌باشد.»
وی افزود: «این شرایط به این معنی است که ترکیب نیتروهیومیکی قادر است بر اساس نیاز گیاه، نیتروژن جذب شده در ساختارش را برای مدت زمان طولانی‌تری در خاک آزادسازی کند. در عین حال ترکیب حاضر از درجه هیومیفیکاسیون بالا و شاخص شوری مطلوبی برخوردار است. این ترکیب با دارا بودن ظرفیت تبادل کاتیونی بالا، محتوای بالای گروه‌های عاملی کربوکسیلی و فنولی و همچنین دسترسی بالای عناصر میکرو و ماکرومغذی می‌تواند در کشاورزی به ‌عنوان یک ترکیب مغذی ارزان قیمت 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 خاطرنشان کرد: «نتایج بسیار قابل توجه در فرآیند فعال‌سازی فاز جامد نسبت به روش‌های مرسوم استخراج قلیایی ایجاد مزیت در بهبود فعال‌سازی، حفظ و ریکاوری عناصر مغذی ماکرو و میکرو است. قابل توجه است که روش‌های مرسوم استخراج قلیایی که در فاز مایع تحت دما و فشار مشخص انجام و در حال حاضر در کشور در مقیاس صنعتی برای تولید ترکیبات هیومیکی استفاده می‌شوند، علاوه بر هدررفت انرژی و کاتالیست، باعث هدررفت بسیاری از عناصر ماکرو و میکرو در بخش پسماند استخراج (هیومین) و کیفیت پایین محصول نهایی می‌شوند.»
استاد دانشگاه تهران در تشریح مزایای اقتصادی روش بکار گرفته نیز اظهار داشت: «می‌توان مدعی شد که با افزایش بازده فعال‌سازی ترکیبات هیومیکی لیگنایت (تا بیش از ۲ برابر)، کاهش زمان واکنش و مصرف کاتالیست، هزینه‌های فرآیند تولید ترکیبات نیتروهیومیکی از پسماندهای آلی کربنی تا مقدار ۱۵۹.۷ دلار بر تن کاهش یافته است که نسبت به ترکیبات نیتروهیومیکی ساخت چین و آلمان با قیمت بیش از ۱۰۰۰ دلار بر تن دارای ارزش رقابتی می‌باشد.»

کیانمهر افزود: «این دستاورد علاوه بر افزایش سود حاصل از فروش، باعث ارتقای استانداردهای کیفیت محصول، محیط زیست و کشاورزی و افزایش مزیت رقابتی می‌شود. با رشد و بلوغ فناوری به کار گرفته شده از این محصول همچنین می‌توان به‌ عنوان مکمل در تغذیه طیور و دام و به‌عنوان ابرخازن جهت ذخیره انرژی در باتری‌ها بهره برد.»

بر این اساس با توجه به توسعه پایدار کشاورزی، امنیت غذایی و بهبود رابطه خاک-گیاه-انسان، محققان و صنعت در تلاش برای تولید محصولات ایده‌آلی هستند که تعادل مناسبی بین انتشار مواد مغذی، بهبود جذب گیاه و پیامدهای زیست محیطی ایجاد کنند. امروزه استفاده از محصولات هیومیکی غنی‌سازی‌شده با عناصر ضروری گیاه در حال توسعه و تولید هستند.

یافته‌های حاصل از طرح محققان دانشگاه تهران در نشریه معتبر الزویر “Chemical Engineering Journal” با ضریب تاثیر ۱۶.۷۴ منتشر شده است. همچنین سه مقاله علمی‌-پژوهشی داخلی و ثبت اختراع محصول نیز از دستاوردهای تحقیقاتی این طرح است. علاوه بر این، این طرح از حمایت مالی پارک علم و فناوری دانشگاه تهران در قالب طرح شکوفایی برخوردار بوده است.

انتهای پیام

مطالب مرتبط

موفقیت محققان ایرانی در ساخت ایمنوسنسور تشخیص زود هنگام آلزایمر

ساخت آسیاب هیبریدی در دانشگاه تهران

ساخت سنجنده راداری با روزنه مصنوعی زمین‌مبنا توسط محققان دانشگاه تهران

استاد ایرانی به عضویت کنوانسیون مقابله با بیابان زایی سازمان ملل انتخاب شد

نظر دهید

* نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند

سرخط خبرها