بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش سعی بر آن بود تا میزان ظرفیت ضایعات کشاورزی و به خصوص پسماندهای غذایی در تولید و یا بازتولید مواد مختلف مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. نتایج تحقیقات از حجم ضایعات غذایی بسیار زیاد در ایران حکایت دارد که میتوان با مدیریتی صحیح از این ضایعات تا حد ممکن استفاده کرده و در تولید و بازتولید مواد مختلف از آن بهره جست. ظرفیت بالقوهی ضایعات غذایی و کشاورزی در تولید جاذبها و مواد دیگر از جمله کربن فعال و بیومولکولهایی مثل بیوسورفاکتانت، نشان از اهمیت این موضوع و مدیریت صحیح این ضایعات و سوق دادن آنها در جهت تولید و بازتولید مواد مفید دارد.
مقدمه
از میزان ضایعات محصولات کشاورزی در کشور ما برآوردهای متفاوتی ارایه میشود و در آخرین برآورد وزارت جهادکشاورزی، حجم ضایعات محصولات کشاورزی 18/85 درصد اعلام شده است که از کل 85 میلیون تن تولید محصولات کشاورزی، 15/3 میلیون تن آن را ضایعات تشکیل میدهد. روند افزایشی ضایعات مواد غذایی، یکی از چالشهای جدی اکثر کشورها به ویژه، کشورهای درحال توسعه میباشد و به همین سبب سیاستمداران و اندیشمندان مجامع علمی در جهان سوم درصدد برآمدهاند تا برای کاهش ضایعات محصولات کشاورزی در مراحل کاشت، داشت و برداشت و مراحل توزیع و مصرف چارهاندیشی کنند.
در کشور ما در حدود 25 درصد درآمد نفتی، هر سال در قالب ضایعات محصولات کشاورزی از دست میرود به طوری که بیتوجهی به صنایع تبدیلی و تکمیلی موجب شده است که هر سال معادل غذای 15 میلیون نفر بر اثر ضایعات کشاورزی از بین برود. یکی از راهکارها برای کاهش هدررفت منابع استفادههای مجدد ممکن از این ضایعات است .[1] صنایع غذایی مانند علوم پایه یعنی شیمی، فیزیک، ریاضی و غیره یک شاخه نسبتاّ مستقلی نیست که بتوان آن را به تنهایی تعریف کرد، بلکه ترکیبی از چندین علوم پایه و عملی از قبیل، شیمی، میکروبیولوژی مهندسی، تغذیه و اقتصاد میباشد.
اگر چه صنایع غذایی مانند بسیاری از علوم دیگر با روشهای سنتی آغاز میشود، ولی امروزه این علم نه تنها علمی پیچیده، به شمار میرود، بلکه در پیشرفت علوم وابسته نقشی بسیار مهم دارد. مملکت جمهوری اسلامی ایران، مملکتی است که هدفش عدم وابستگی به قدرت-های استکباری است، مسأله خود کفایی و خود اتکایی کشور امر بسیار مهمی بوده، که این امر وقتی در مورد مواد غذایی مصداق پیدا میکند، از جایگاه ویژهای برخوردار خواهد شد، زیرا قدرتهای بزرگ سال-هاست که از مواد غذایی به عنوان اسلحهای کارآمد استفاده میکنند .[2]
اهمیت ضایعات غذایی، تولید و بازتولید از آن در ایران محدودیت منابع آبی، خطر بحران آب در کشور و اهمیت بازیابی مجدد آب به همراه افزایش آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی به وسیله فلزات سنگین و سایر آلایندههای حاصل از فاضلابها، یافتن راهحلهای مؤثر و اقتصادی محیط زیستی را در جهت حذف این مواد از منابع آبی ضروری میسازد. در این راستا استفاده از پسماندهای ارزان قیمت میتواند بسیار راهگشا باشد .[3]
پسماندهای کشاورزی در میان بیوجاذبها بیشترین کاربرد را دارند. مزیتهای این ترکیبات شامل هزینه کم، بازده مناسب، حداقل ضایعات و مواد باقیمانده وقابل بازیافت کردن میباشد .[4] پسماندهای میوه و گیاهی تولید شده در مقادیر نجومی در فرآیند صنایع کشاورزی و غذایی اغلب باعث مزاحمت در لندفیلها به علت زیست تخریبپذیری بالا میشوند. جذب زیستی توسط این پسماندها میتواند به عنوان تکنیک مؤثری برای حذف فلزات سنگین و رنگ از پساب باشد .[5]
حذف رنگ از پساب یک موضوع نگرانکنندهای است که از نقطه نظر حس زیبایی شناختی و بهداشت اهمیت دارد و به همین دلیل حذف رنگ از فاظلاب نساجی در مقیاس صنعتی در سالهای اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است .[6] امروزه با گسترش کاربرد رنگها در صنایعی نظیر نساجی، صنایع غذایی، کاغذ، فرشبافی، پلاستیک، لاستیک، لوازم بهداشتی- آرایشی و با در نظر گرفتن این مطلب که حدود 15 درصد از این رنگها که غالباً به دلیل پایداری زیاد زیست تخریب ناپذیر بوده و آلودهکنندههای محیط زیست به شمار میآیند، در مراحل مختلف تولید، در قالب پسابهای رنگی، وارد محیط زیست میگردند.
رنگینههای مصرفی در صنایع شامل دو گروه محلول در آب و نامحلول در آب هستند. که این رنگینهها موجب تغییر رنگ پساب در آب شده که حتی در غلظتهای بسیار پایین هم توسط هر شخصی قابل شناسایی هستند. بسیاری از رنگها به دلیل داشتن ساختمان آروماتیکی، در برابر تجزیه بیولوژیکی مقاوم هستند. برخی از این رنگینهها علاوه بر سمی بودن بر حیات ماهیها، سیستم بیولوژیک آنها را نیز تهدید میکنند. همچنین رنگینهها بر روی محیط زیست - اکوسیستم - رودخانه تأثیر غیرمستقیم داشته و خطر جدی محسوب میشوند.
رنگینهها حتی در غلظت بسیار پایین هم موجب کاهش زلالی و شفافیت آب میشوند و با کاهش نفوذ نور بر روی فعالیتهای فتوسنتزی و فتوشیمیایی اثر میگذارند. وجود رنگینهها در رودخانهها و آبهای سطحی به دلیل قابل رویت بودنشان حتی در غلظتهای بسیار پایین - میلیگرم در لیتر - از نظر زیباییشناسی غیر قابل قبول هستند. بنا براین کارخانههای استفاده کننده از این رنگه ا همیشه ملزم به استفاده از تکنیکهای مؤثر و مناسب از نظر اقتصادی برای حذف این رنگینهها میباشند.[7]
حضور فلزات سنگین در فاضلابهای صنعتی، مشکلی عمده در تخلیه آنها به آبهای سطحی به حساب میآید. برخی از فلزات سنگین مانند جیوه، سرب، کادمیوم، مس، کروم و نیکل حتی در مقادیر بسیار جزیی نیز سمی میباشند .[8] فلزات سنگین عناصری هستند که به علت پایداری و خاصیت تجمع بیولوژیکی، اثرات مضری بر سلامتی انسان داشته و به عنوان آلایندههای مقدم توسط سازمان حفاظت محیط زیست ایالت متحده لیست شدهاند.
تجمع فلزات سنگین در زنجیره غذایی و پایداری آنها در طبیعت، و همچنین تخلیه آنها توسط بسیاری از فعالیتهای صنعتی، پدیدهای شناخته شده میباشد. افزایش فعالیت صنعتی همواره دلیل اصلی اغلب مشکلات آلودگی محیط زیستی و تخریب اکوسیستم بوده و موجب تجمع آلایندههایی نظیر فلزات سمی - کروم، مس، سرب، کادمیوم، روی، نیکل و غیره - میگردد. آلودگی خاک، آبهای زیرزمینی،رسوبات، آبهای سطحی و هوا با مواد شیمیایی خطرناک و سمی، مشکلات اساسی را هم برای سلامت انسان و هم برای محیط زیست ایجاد مینماید که مخصوصاً فلزات سنگین به عنوان آلایندههای خطرناک مورد توجه میباشند.
حضور آنها در فاضلاب برخی فرآیندهای صنعتی نظیر آبکاری، پرداخت فلزات، عمیات استخراج و ذوب فلزات، دباغی، کارخانجات تولید مواد شیمیایی، معدنکاری و ساخت باتری، سبب ایجاد نگرانیهای محیط زیستی بیشتری به واسطه سمیت آنها حتی در غلظتهای کم شده است .[9] انواع روشهای حذف فلزات سنگین شامل رسوبدهی شیمیایی، تبادل یونی، استخراج با حلال، اولترافیلتراسیون، اسمز معکوس، نانو فیلتراسیون و روش جذب سطحی میباشد که خود روش جذب سطحی با مواد گوناگونی صورت می گیرد که مهمترین آنها شامل کربن فعال، اکسید فلزات، نانو لولههای کربنی وبیو جاذبها میباشد .[10]
تولید و بازتولید مواد از ضایعات غذایی -1 کربن فعال
کربن فعال به گروهی از مواد اطلاق میشود که مساحت سطح داخلی بالا، تخلخل و قابلیت جذب گازها و مایعات شیمیائی را دارند. کربن فعال به عنوان یک جاذب با ظرفیت جذب بالا و قیمت پائین، کاربردهای بسیار فراوانی را در فرآیندهای جذب از فاز مایع و یا فاز گاز یافته است. کربنهای فعال شده بهدلیل مساحت گسترده آنها، ساختار منفذی، ظرفیت جذب بالا و قابلیت فعالسازی مجدد سطح، یک ماده منحصربهفرد هستند که کاربرد مهم و قابل اهمیت آنها در جداسازی بو، رنگ، مزههای غیردلخواه از آب در عملیاتهای خانگی و صنعتی، بازیافت حلال، تصفیه هوا بهویژه در رستورانها، صنایع غذایی و شیمیایی میباشند .[11]
