تم تطوير هذه الإمكانية من خلال الأبحاث التي طورت تقنية الانحلال الحراري لمعالجة نفايات الكتلة الحيوية وتحويلها إلى فحم ودخان سائل في وقت واحد.
تم تمويل هذا البحث من قبل مديرية البحوث والشراكات النهائية (DHK)، وزارة التعليم العالي والعلوم والتكنولوجيا في جمهورية إندونيسيا (Kemendiktisaintek) بدعم تمويلي من خلال برنامج البحوث ذات الأولوية في المراحل النهائية - مخطط اختبار النموذج الأولي 2026.
شارك في هذا البحث أستاذ كلية التكنولوجيا الصناعية (FTI) الجامعة الإسلامية الإندونيسية (UMI)، البروفيسور الدكتور إير. أندي علاء الدين، MT.، IPM.، مهندس الآسيان، دكتور في الهندسة الكيميائية FTI UMI Takdir Syarif، أستاذ كلية الاقتصاد والأعمال (FEB) UMI، البروفيسور بحر الدين سميلة وطلاب الماجستير (S-2) في الهندسة الكيميائية UMI وهم ريسكا وإنداه سوسي رحمداني.
وأوضح البروفيسور أندي علاء الدين أن الانحلال الحراري هو عملية تحلل الكتلة الحيوية من خلال التسخين في ظروف الأكسجين المحدود. تسمح هذه التقنية بتحويل المواد التي كانت تعتبر في السابق نفايات إلى منتجات صلبة وسائلة لها قيمة استخدامية.
وقال خبير الطاقة والبيئة: "الفكرة الرئيسية هي كيف يمكن لعملية معالجة واحدة أن تنتج أكثر من منتج مفيد".
في هذا البحث، قام الفريق بتطوير مفاعل الانحلال الحراري المتزامن ثلاثي الطبقات المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ.
وقال: "تم تصميم المفاعل كنظام مغلق بحيث يمكن لعملية معالجة الكتلة الحيوية إنتاج الفحم بينما تقوم في نفس الوقت بالتقاط بخار الانحلال الحراري ليتم تكثيفه وتحويله إلى دخان سائل".
وأوضح أن الفحم المنتج له قيمة حرارية تبلغ حوالي 6000-7000 سعرة حرارية للكيلوغرام الواحد. مع هذه الخصائص، الفحم لديه القدرة على استخدامه كمصدر للطاقة والمواد الخام لصنع القوالب.
ليس فقط من أجل الطاقة، يتمتع الفحم أيضًا بفرصة استخدامه كممتص حيوي في معالجة النفايات السائلة. كما نظر البحث الذي طوره الفريق في إمكانية استخدامه كمرشح وتنقية للمنتجات الغذائية مثل زيت جوز الهند البكر (VCO).
وفي الوقت نفسه، الدخان السائل هو نتيجة لتكثيف البخار من عملية الانحلال الحراري. يتمتع هذا المنتج بفرص للاستخدام، بما في ذلك دعم القطاع الزراعي وتطويره كمبيد حيوي أكثر صداقة للبيئة.
وأوضح أن أحد الاهتمامات الرئيسية للبحث هو كفاءة الطاقة. وذلك لأن عملية الانحلال الحراري تتطلب درجات حرارة عالية نسبيًا حتى تتمكن الكتلة الحيوية من التحلل على النحو الأمثل.
وللتغلب على هذه المشكلة، تم تجهيز المفاعل بنظام جدار ثلاثي الطبقات مع عوازل حرارية قابلة للإزالة. تم تصميم هذا النظام لتقليل فقدان الحرارة إلى البيئة بحيث يمكن استخدام الطاقة المنتجة بشكل أكثر فعالية.
وقال "ومن المثير للاهتمام أن غرفة العازل مصممة أيضًا بحيث يمكن استخدامها للمساعدة في عملية التجفيف الأولية للكتلة الحيوية قبل الدخول في مرحلة الانحلال الحراري".
في التصميم الفني، يعمل المفاعل في نطاق درجة حرارة حوالي 300-500 درجة مئوية، مع متوسط وقت الانحلال الحراري حوالي 2.5 ساعة. ثم يقوم نظام التكثيف بالتقاط البخار الناتج عن العملية لإنتاج دخان سائل.
ومن خلال بيانات تطوير النموذج الأولي، وصلت النتائج المحتملة التي تم الحصول عليها إلى حوالي 37 بالمائة من الفحم و42 بالمائة من الدخان السائل. تصبح هذه البيانات جزءًا من التقييم لمعرفة أداء وفعالية النموذج الأولي الذي يتم تطويره.
إلا أن هذا البحث لا يتوقف عند نجاح إنتاج المنتج. تم توجيه النموذج الأولي أيضًا للخضوع لاختبارات أكثر شمولاً، بدءًا من استقرار درجة الحرارة، والأداء في ظروف التشغيل المختلفة، وكفاءة الطاقة، وسلامة المشغل إلى الجودة المتسقة للفحم والدخان السائل.
وأوضح: "لا يكفي أن تنجح التكنولوجيا الجديدة في تجربة واحدة. المهم هو كيف يمكن للتكنولوجيا أن تعمل بثبات وأمان وثبات عند استخدامها بشكل متكرر".
أوضح دكتور الهندسة الكيميائية، FTI UMI، تقدير سياريف، أن تطوير النموذج الأولي تم توجيهه من مستوى الاستعداد التكنولوجي (TKT) 6 إلى TKT 7.
وقال "هذا يعني أن التكنولوجيا لم تعد مجرد اختبار من حيث الوظيفة، بل بدأ توجيهها بحيث تكون أكثر استعدادا للعرض والاستخدام في الظروف الحقيقية".
ووفقا له، تعد مرحلة الاختبار جزءًا مهمًا من عملية استخلاص نتائج البحث. ويمكن استخدام البيانات التي تم الحصول عليها لتحسين تصميم المفاعل، وتقييم الأداء، وكذلك تطوير إجراءات التشغيل والسلامة.
ويأمل ألا تتوقف هذه التكنولوجيا نتيجة البحث في المختبر. ومن خلال التطوير والاختبار المستمر، يمكن أن يصبح النموذج الأولي لمفاعل الانحلال الحراري تقنية جاهزة للتطبيق من قبل المتبنين الأوائل، خاصة في إدارة نفايات الكتلة الحيوية.
يقدم هذا البحث أيضًا تغييرًا في المنظور تجاه النفايات. ويمكن تحويل الكتلة الحيوية التي تم تكديسها أو حرقها إلى مصدر للطاقة والمواد الخام للمنتجات ذات القيمة المضافة.
وقال "من حيث المبدأ، لا شيء يضيع حقا. ومع العلم والتكنولوجيا المناسبين، يمكن تحويل ما يعتبر نفايات إلى شيء مفيد".
يرى أستاذ كلية الاقتصاد والأعمال (FEB) UMI، البروفيسور بحر الدين سميلة، أن استخدام نفايات الكتلة الحيوية من خلال الانحلال الحراري يمكن أن يجمع بين مصلحتين في وقت واحد، وهما الحد من المشاكل البيئية وخلق القيمة.الاقتصاد.
كما يعد تطوير هذه التكنولوجيا جزءًا من الجهود المبذولة لتشجيع نتائج أبحاث التعليم العالي بحيث لا تتوقف عند المنشورات أو النماذج الأولية، بل يمكن أن تستمر إلى مرحلة الاستخدام من قبل المجتمع.
وقال "من النفايات تولد الطاقة. ومن عملية الانحلال الحراري تولد الفرص".
يود فريق البحث أن يعرب عن امتنانه لمديرية المصب والشراكات (DHK) التابعة لوزارة التعليم والعلوم والتكنولوجيا لتمويل الدعم لهذا البحث من خلال برنامج المصب للبحوث ذات الأولوية - اختبار النموذج الأولي 2026.
