علماء أمريكيون يصنعون السكر من نفايات الذرة بسعر زهيد

في كل موسم حصاد، تُترك ملايين الأطنان من سيقان وقشور وأوراق الذرة، المعروفة مجتمعةً باسم بقايا الذرة، في الحقول في جميع أنحاء الولايات المتحدة، ورغم وفرة هذه البقايا الزراعية، إلا أنها عادةً ما تُهمل أو تُعاد إلى التربة، ولسنوات، اعتبر العلماء نفايات المحاصيل كهذه منجم ذهب محتملاً لإنتاج الطاقة المتجددة.

إلا أن تحويلها إلى وقود حيوي صالح للاستخدام ظلّ تحدياً مكلفاً وصعباً من الناحية التقنية، ويعود ذلك إلى حد كبير إلى البنية الصلبة لجدران الخلايا النباتية الغنية بالسليلوز والليجنين.

غير أنه الآن، ربما يكون باحثون في جامعة ولاية واشنطن قد توصلوا إلى إنجاز كبير بهذا الشأن، فقد طوروا عملية معالجة كيميائية مسبقة يمكنها تحويل بقايا الذرة إلى سكر منخفض التكلفة، وهو مكون أساسي في تصنيع الوقود الحيوي والمنتجات الحيوية، وفق "إنترستينغ إنجينيرينغ".

وفي طريقة جديدة لاستخلاص السكر دون استخلاص كيميائي بقيادة بن يانغ، الأستاذ في قسم هندسة النظم البيولوجية بجامعة ولاية واشنطن، استخدم الفريق مزيجاً من هيدروكسيد البوتاسيوم وكبريتيت الأمونيوم لمعالجة بقايا الذرة مسبقاً في درجات حرارة معتدلة.

وتُليّن هذه المعالجة المادة الليفية، مما يسمح للإنزيمات بتحليلها بسهولة إلى سكريات، والأهم من ذلك، أن هذه الطريقة لا تتطلب خطوات الاستخلاص الكيميائي المكلفة المعتادة في العمليات الأخرى، مما يجعلها أكثر كفاءة وقابلية للتطوير.

وقال يانغ: "يعد السكر منخفض التكلفة مفتاح النجاح التجاري للتقنيات الجديدة التي تُنتج الوقود والمنتجات المفيدة من الكتلة الحيوية المتجددة".

تحويل النفايات إلى مورد مربح

حسب الباحثين، فإنه من خلال استخدام أو بيع المنتجات الثانوية الناتجة أثناء العملية، يمكن بيع السكر الناتج بسعر منخفض يصل إلى 28 سنتاً للرطل، وهذا يجعله منافساً من حيث السعر للسكر المستورد، ويحسّن بشكل كبير من اقتصاديات إنتاج الوقود الحيوي.

وأوضح يانغ قائلاً: "تُنتج هذه العملية، التي تنتظر براءة اختراع، سكراً عالي الجودة قابلاً للتخمير للمصفاة الحيوية - وهي العملية الصناعية التي تحوّل المواد النباتية إلى وقود - بالإضافة إلى سماد يجدد مغذيات التربة للمزارعين، لا توجد أي نفايات".

ويعتبر الوقود الحيوي المشتق من المواد النباتية - وخاصةً تلك التي لا تُنافس مصادر الغذاء - عنصراً حيوياً في التحول العالمي نحو الطاقة منخفضة الكربون، وعلى عكس الوقود الأحفوري، الذي يطلق الكربون القديم في الغلاف الجوي، يعيد الوقود الحيوي المصنَّع من النفايات الزراعية تدوير الكربون المتداول، وعلى سبيل المثال، لطالما وُعِد الإيثانول السليلوزي ببديل أنظف للبنزين، لكن ارتفاع تكاليف إنتاجه حال دون انتشاره على نطاق واسع.