مناقشة رسالة ماجستير
نوقشت رسالة الماجستير للطالبة ياسمين صالح مهدي/ قسم الهندسة الكيميائية الاحيائية الموسومة: (أنتاج الحرير من سعف النخيل) بإشراف أ.د. علاء كريم محمد /عميد كلية الهندسة الخوارزمي/جامعة بغداد / قسم الهندسة الكيميائية الاحيائية. / مشرف أول .. وم.د. عاصم حسن محمد / الجامعة التقنية الوسطى / معهد التكنولوجيا / هندسة كيمياوية / مشرف ثاني .
تم انتاج الحرير الصناعي من سعف نخيل التمر المأخوذ من أشجار نخيل التمر من البساتين العراقية (نوع الزهدي) ، وقد أستخدم جزئان أساسيان من السعف وهما الخوص والعضد (الجريد)، حيث تم اخذ كميات من سعف النخيل وتقطيعه الى قطع صغيرة وتحويل القطع الصغيرة هذه الى مسحوق بحدود 90 – 180 مايكرومتروذلك باستخدام طاحونة كهربائية. في بادئ الامر تم تحليل وقياس مكونات السعف من المواد الاساسية وكانت نسب هذه المواد في الخوص كالاتي : (كاربوهيدرات 51% ، لكنين 27% ، مستخلص 10% ، رماد 8% و البروتين 4%)، بينما كانت هذه النسب في العضد ( كاربوهيدرات 59% ، لكنين 23% ، مستخلص 8% ، رماد 7% و البروتين 3%).
أربع أهم خطوات أستخدمت لتحضيرالحريرمن سعف النخيل هي أزالة اللكنين، القصر(التبيض)، الأذابة وأخيرا الحقن. تم في هذه الدراسة تطبيق طريقة المذيب العضوي المعدلة ( Modified organosolv ) لازالة كمية اللكنين العالية الموجودة في سعف نخيل التمروذلك بتجزئة الكتلة الحيوية الى مكوناتها الثلاثة الرئيسية (اللكنين ، الهيمي سليلوز و السيليلوز) بأستخدام هاضم ( Digester ) وخليط من الأيثانول والماء بنسب محدده عند درجات حرارية عالية لآزالة اللكنين وتحلل الهيميسلسلوز بينما البقايا الصلبة (السيليلوز) تبقى في النموذج. بعدها تم قصر النموذج لزيادة نسبة اللكنين المزاله بأستخدام محلول كلوريت الصوديوم (60 غم لكل لتر من كلوريت الصوديوم و 60 غم لكل لتر من خلات الصوديوم) تم دراسة ثلاثة متغيرات في هذه العملية وهي : درجة الحرارة ، نسبة الأيثانول الى الماء و الوقت. من خلال النتائج التي تم الحصول عليها وجد أن افضل نسبة أزالة لللكنين هي (97% ) عند زمن هظم (80 دقيقة) و درجة حرارة 185 درجة مئوية ونسبة أيثانول : الماء تساوي 50: 50 نسبة وزنية. تم أستعمال طريقة Central composite design لايجاد علاقة رياضية تربط المتغيرات الثلاثة مع نسبة اللكنين المتبقية بالنموذج. النتائج العملية التي تم الحصول عليها بأستخدام هذه الطريقة والتي تم تمثيلها بمعادلة رياضية متعددة الحدود ( polynomial ) من الدرجة الثانية. وبهدف تقليل الزمن اللازم لعملية الهضم تم دراسة تأثير استخدام عوامل مساعدة مختلفة مثل (NaOH , Ca(OH)2, H2SO4) بتراكيزقليلة (0.025,0.05,0.025.) مول لكل لتر على التوالي ، وقد وجد أن افضل عامل مساعد هو هيدروكسيد الصوديوم بتركيز( 0.025 ) مول لكل لتر حيث أعطى نفس نسبة اللكنين المزاله (97%) ولكن بزمن أقل حوالي 30 دقيقة. في الخطوة التالية، تم أذابة ألياف السيليلوز بأستخدام طريقتين وهما طريقة الأذابة بأستخدام ثاني كبريتيد الكاربون CS2 وطريقة هيدروكسيد الصوديوم.الطريقة الاولى تأخذ زمن طويل حوالي 8 أيام وتكون ضارة لكونها محررة للمواد الكيمياوية CS2) وH2S) والتي تشكل خطر كبيرللعاملين و البيئة.أما الأذابة بهيدروكسيد الصوديوم تكون أمنه وذات وقت أقصر حوالي 30 ساعة. يتم معالجة النموذج بكاشف فنتون قبل أذابتة بهيدروكسيد الصوديوم والذي يتكون كاشف فنتون من بيروكسيد الييدروجين (H2O2 ) حامض الاوكسالك (C2H2O4 )و كبريتات الحديدوزالثنائية .(FeSO4) يعمل كاشف فنتون على تقليل درجة البلمرة (Degree of polymerization) بواسطة أنتاج الجذور الحرة التي تساعد على تحلل الياف السليلوز.تم استخدام تراكيز مختلف من هيدروكسيد الصوديوم (4٪ -12٪) وأظهرت النتائج أن التركيز الأمثل لهيدروكسيد الصوديوم كان 8٪ عند درجة الحرارة – 20درجة مئوية. تمت إضافة اليوريا بنسبة (6٪ هيدروكسيد الصوديوم + 4٪ اليوريا) من أجل تحسين أذابة السليلوز وزيادة درجة الحرارة إلى -15درجة مئوية، وأخيرا تم حقن السليلوز المذاب بمحلول حامضي 10٪ من حامض الكبريتيك H2SO4 لتكوين نسيج الحرير.