بخشی از مقاله
چکیده
در چند سال گذشته جهان شاهد یک رشد قابل توجه در تولید روغن پالم بوده است ، که نتیجه آن افزایش تولید ضایعات روغن پالم به عنوان یک فرآورده فرعی بوده است . فرآیند تولید روغن پالم در کارخانه ها شامل تعدادی واحد عملیاتی است که در فرآوری خوشه های میوه تازه ، انواع مختلفی از ضایعات تولید می گردند که به نظر می رسد از میان ضایعات تولید شده ، فاضلاب تولیدی توس کارخانه تولید کننده روغن پالم اگر تیماری بر روی آن انجام نگیرد جزء خطرناک ترین ضایعات برای محی زیست می باشد.
فاضلاب کارخانه روغن پالم ، مایعی به رنگ قهوه ای تیره ، حاوی مقادیر زیادی مواد جامد ، روغن ها و گریس ، سطوح بالایی از Biological Oxygen - BOD - Demand و - Chemical Oxygen Demand - COD می باشد . برخی تکنیک ها جهت تیمار فاضلاب کارخانه پالم انجام گرفته اند ، زیرا تخلیه مستقیم فاضلاب کارخانه روغن پالم اثرات زیان باری بر روی محی زیست دارد . به سبب حضور مقادیر زیادی مواد جامد در فاضلاب کارخانه روغن پالم ، تلاش هایی جهت تبدیل این ضایعات به محصولات باارزش نظیر : تولید سوخت ، کودهای شیمیایی آلی و ... صورت گرفته است .
مقدمه :
روغن پالم ، روغنی گیاهی است که استفاده از آن به سرعت در جهان گسترش یافته است . اندونزی و مالزی بزرگترین کشورهای تولید کننده پالم روغنی هستند که غنی از مکان های جنگلی و گونه های بومی می باشند . مالزی به سبب دارا بودن آب و هوای گرم حاره ای دارای منابع طبیعی سرسبزی می باشد و در حال حاضر مساحت زیادی از زمین های کشاورزی مالزی به کشت پالم روغنی اختصاص دارد . در حال حاضر مسئولیت صادرات %90 روغن پالم جهان بر عهده دو کشور مالزی و اندونزی می باشد .
وسعت کل اراضی زیر کشت پالم روغنی از سال 1970 تا 2000 از 320 به 3338 هکتار افزایش یافته است . این در حالی است که سطح زیر کشت نارگیل و کائوچو در زمان مشابه کاهش یافته است. در سال 2003 ، بیش از 3,79 میلیون هکتار زمین به زراعت و کشت پالم روغنی اختصاص داشته است که معادل اشغال بیش از یک سوم کل زمین های قابل کشت و نیز %11 از مناطق خشکی کشور مالزی می باشد . دو محصول اصلی از میوه پالم روغنی ، تحت عناوین روغن خام پالم از مزوکارپ میوه و روغن خام هسته پالم از اندوسپرم - هسته - به دست می آید .
روغن پالم یک روغن خوراکی است که یک هکتار از پالم روغنی حدود 10-35 تن خوشه میوه تازه در سال تولید می نماید . طول عمر درخت پالم روغنی ، حدود 200 سال می باشد حال آنکه زندگی اقتصادی آن در حدود 20 - 25 سال می باشد . دوره پرورش آن 11-15 ماه بوده و اولین محصول حدود 11-15 ماه بعد از کشت به دست می آید . 10-5 سال طول می کشد تا گیاه پالم روغنی به بالاترین بازده محصول خود برسد که بازده آن حدود % 45-56 خوشه میوه تازه است و قسمت مزوکارپ گوشتی برای تولید روغن استفاده می گردد .
از هر 5,8 تن خوشه میوه تازه حدود 1 تن روغن پالم خام تولید می گردد . اگرچه صنعت پالم روغنی به عنوان صنعتی موثر در رشد اقتصادی به رسمیت شناخته شده است اما نقش مهمی در آلودگی محیطی ایفا می کند که ناشی از تولید مقادیر کلان محصولات فرعی حاصل از استخراج روغن می باشد . ضایعات حاصل از فرآوری پالم روغنی شامل : لاشه پالم روغنی ، برگ پالم روغنی ، خوشه های خالی میوه ، پوست هسته های پالم ، در مقادیر کمتر الیافی نظیر کیک حاصل از پرس هسته پالم و و مایع تخلیه شده از فاضلاب کارخانه روغن پالم می باشند .
براساس گزارش - Prasertsan 1996 - در خلال تولید روغن پالم بیش از - %70 براساس وزن - خوشه میوه تازه فرآوری شده به عنوان ضایعات پالم روغنی خارج می شود . براساس گزارش - Somporn 2004 - و همکارانش از فرآوری خوشه میوه تازه به ترتیب %30 فیبر و الیاف ، %6 پوسته ، 3% کیک حاصل از دکانتور و %28,5 خوشه های خالی میوه تولید می گردد . براساس گزارش - Yacob 2006 - ، 381 کارخانه روغن پالم در مالزی حدود 26,7 میلیون تن بیومس جامد و حدود 30 میلیون تن فاضلاب توس کارخانه روغن پالم در سال 2004 تولید شده است .
تخلیه فاضلاب یا محصولات فرعی در زمین های کشاورزی می تواند نتایجی نظیر آلودگی محیطی را در برداشته و ممکن است اراضی اطراف خود را به تباهی بکشاند . به همین جهت نیاز به یک سیستم مدیریتی موثر و دقیق جهت تیمار این محصولات فرعی به منظور محفوظ نگه داشتن محی و کنترل کیفیت هوا و آب رودخانه ها می باشد . تیمار فاضلاب کارخانه روغن پالم به منظور جلوگیری از آلودگی های محیطی امری ضروری است . همچنین یک تمایل در تولید کود تحت فرآیند ورمی کامپوستینگ - - Vermicomposting وجود دارد .
از آنجایی که ضایعات حاصل از کارخانه روغن پالم دارای نقش زیستی در طبیعت می باشند در نتیجه به عنوان روشی جهت مدیریت ضایعات می توان از آن در تولید یک محصول عالی یعنی تولید کود شیمیایی استفاده نمود . ورمی کامپوستینگ نشانگر یک فرآیند موثر از نظر قیمت و سریع بیوتکنولوژیکی است که موجب تامین مواد آلی مورد نیاز جهت تثبیت خاک می گردد . میکروارگانیسم های خاک نظیر کرم خاکی قابلیت مهمی در افزایش فرآیند تجزیه این مواد آلی داشته و موجب : -1 کاهش حجم ضایعات و -2 تبدیل ضایعات به محصولات با ارزش افزوده می گردند .
صنعت پالم روغنی :
گیاه پالم روغنی متعلق به خانواده پالمایی - - Palmae و در میان روغن های گیاهی رتبه دوم را از نظر تولید در جهان به خود اختصاص داده است . پالم روغنی شامل مقادیر زیادی مواد مغذی است که اساسا به ژنتیک گیاه و عوامل محیطی نظیر : املاح موجود در خاک گیاه و فاکتورهای آب و هوایی شامل : آب ، تابش موثر آفتاب و دما بستگی دارد.
فرآیند تولید روغن پالم :
تعداد زیادی واحد عملیاتی از زمان انتقال خوشه های میوه تازه تا استخراج روغن پالم درگیر هستند . دو نوع روغن از گیاه پالم روغنی تولید می شوند ، یکی روغن پالمی است که از الیاف مزوکارپ حاصل شده و دیگری لوریک اسیدی است که از هسته پالم تولید می گردد .
استریلیزاسیون :
اولین مرحله در استخراج روغن پالم خام ، استریلیزاسیون است . خوشه های میوه تازه در داخل اتوکلاو با استفاده از بخار با دمای حدود 140 درجه سانتیگراد به مدت 75-90 دقیقه استریلیزه می شوند . هدف از استریلیزاسیون خوشه های میوه -1 غیر فعال سازی آنزیم های هیدرولیتیک مسئول شکستن روغن به اسیدهای چرب آزاد و -2 سست نمودن اتصال میوه به خوشه می باشد .
یکی از منابع عمده ضایعات آبی در این مرحله بخار کندانس شده خروجی از استریلیزاتور می باشد .
کوبیدن و پوست کنی :
بعد از فرآیند استریلیزاسیون ، میوه ها توس پوست کن غلتکی دوار از خوشه جدا شده و پوست کنی می شوند . میوه ها از میان دستگاه پوست کن بالا و پایین می روند تا اینکه توس ضربات متوالی از خوشه جدا می گردند . میوه های جدا شده و پوست کنده شده از طریق فضای بین غلتک ها به پایین افتاده و توس یک نقاله جمع شده و به داخل یک هضم کننده تخلیه می گردد . ضایعات حاصل از این مرحله خوشه های خالی میوه می باشند .
هضم :
فرآیند هضم شامل خرد کردن و تبدیل میوه ها به خمیر تحت بخار داغ می باشد . هضم کننده به صورت مخزن استوانه ای شکل عمودی و مجهز به بازوهای دوار می باشد . عمل خرد کردن میوه ها تحت گرما منجر به شکستن سلول های مزوکارپ حاوی روغن می باشد . آب داغ در هضم کننده به افزایش جریان روغن ها کمک می نماید . در این مرحله هیچ ضایعاتی تولید نمی گردد .
استخراج روغن پالم :
میوه له شده پالم توس یک پرس مارپیچ از هضم کننده خارج می گردد و سپس از یک غربال لرزان ، یک هیدروسیکلون و دکانتورهایی جهت خروج مواد جامد بسیار ریز و آب عبور می نماید . عمل خالص سازی روغن قبل از ارسال به تانک نگهداری با استفاده از سانتریفوژ و خشک کن خلاء انجام می گیرد . نگهداری روغن در دمای 60 درجه سانتیگراد و با استفاده از کویل های گرم بخار انجام می گیرد . سپس روغن خام رقیق به منظور خالص سازی وارد سیستم تصفیه می گردد ، الیاف به هنگام عبور از دپریکارپر depericarper - - جدا می گردند .
روغن پالم خام شامل مخلوطی از روغن پالم 35-45% ، آب 45-55% و مواد الیافی حاصل از بخش های مختلف می باشد. بعد از عبور روغن پالم خام از دستگاه پرس مارپیچ ، روغن به داخل تانک تصفیه افقی یا عمودی پمپ می گردد . روغن پالم خام قبل از ارسال به تانک نگهداری ، از سانتریفوژ با سرعت بالا و خشک کن خلاء می گذرد . ضایعات عمده این مرحله کیک و ضایعات حاصل از دکانتور می باشد .
