פסולת יקרה מפז

מחקר חדש שמומן ע"י משרד האנרגיה ומשרד הגנת הסביבה הנערך ע"י פרופ' הדס ממן יחד עם הסטודנטים מהפקולטה להנדסה וד"ר יורם גרשמן מאורנים מציע דרכים לשימוש חוזר בגזם צמחי ואף לייצר דלק אתנול טבעי מגזם עצים, מפסולת חקלאית ופסולת נייר.

הסטודנטים לדוקטורט רועי פרץ, שנה שלישית בתכנית להנדסת סביבה, ביה"ס להנדסה מכנית ויאן רוזן, שנה רביעית בבית הספר ללימודי הסביבה וכדור הארץ ע"ש פורטר והנדסת סביבה בהנחיתם המשותפת של פרופ' הדס ממן ושל ד"ר יורם גרשמן ממכללת אורנים בדקו במחקר חדש את האפשרות להשתמש בפסולת הגזם ופסולת נייר לייצור אתנול. מחקרם פורסם באתר הידען ובוואלה ואף זכו בגרנט נוסף של "היבטי סביבה – תחליפי נפט לתחבורה" יחד עם פרופ' אופירה איילון במחקר אוזונציה כטיפול מקדים להפקת אתנול מפסולת חקלאית כתחליף דלק תחבורה  - אופטימיזציה ואנליזת מחזור חיים – על מנת לבחון את התהליך הנ"ל ביחס לחלופות אחרות של מקורות אנרגיה לתחבורה.

הביומסה הצמחית

עבודתו של יאן מתמקדת בלחקור את השימוש באוזונציה בקדם הטיפול בגזם בתהליך הפקת ביו-אתנול. הייעוד העיקרי של האתנול הוא לשימוש בתחבורה ע"י מיהול עם בנזין ובכך להפחית צריכה של דלק ממקור מאובני ופליטת מזהמים. "המחקר שלי מראה שאין צורך בחשיפה ממושכת לאוזון ודי בחשיפה קצרה בכדי להתחיל ולאפשר תהליכי הידרוליזה אנזימטיים המניבים תפוקה גבוהה של חד סוכרים. חשיפות קצרות אלו לאוזון מוזילות את השימוש בו ועשויות להפוך את השימוש בו לישים תעשייתי" כך מסביר יאן.

​

הביומסה הצמחית (המסה הכוללת של כל החומר האורגני) מורכבת משלושה מרכיבים: צלולוז, המיצלולוז וליגנין. הצלולוז הוא סיבים של רב סוכר המורכב ממונומרים של חד שש סוכרים. ההמיצלולוז הוא רב סוכר הבנוי מקטעי שרשראות של חד חמש סוכרים ומשמש לחיזוק ולהגנה על הצלולוז. הליגנין הוא רשת בעלת מבנה תלת ממדי משתנה של פוליפנולים העוטפת את סיבי הצלולז וההמיצלולוז. תפקידיו של הליגנין הם להעניק קשיחות לצמח, עמידות בפני אנזימים וכיוב'. הימצאותו של הליגנין מונעת את פרוק הרב סוכרים לחד סוכרים המשמשים את השמרים לתסיסה וייצור האתנול. הדעה הרווחת היא שאמנם האוזון נמצא כיעיל בפרוק פנולים אך ייצורו יקר ונחוץ הרבה אוזון. סברה זו מונעת מהשימוש באוזון להיות מיושם תעשייתית. 

מפסולת נייר לדלק חלופי מסוג ביו-אתנול

רועי פרץ מתמקד במחקרו במעבדה של פרופ' ממן בהמרת פסולת מחזור הנייר והשבת חומרים יקרי ערך. בישראל בלבד נוצרים יותר ממליון טונות של פסולות נייר וקרטון, כאשר רק 50% מתוכם הולכים למחזור ושימוש מחדש, לרוב במפעל "נייר חדרה". כתוצאה מתהליך המחזור מתקבל תוצר לוואי לא רצוי בדמות 31,000 טונות בשנה של פסולת מחזור נייר (RPS-Recycled Paper Sludge). נכון לרגע זה, אין שימוש ממש לפסולת זו אשר מכילה אחוז גבוה מאוד של סיבי צלולוז (75% משקלי).

במחקר המוצע, נבחנת המרת פסולת מחזור הנייר והשבת חומרים יקרי ערך- החל מאפיון הפסולת, בחינת תהליכי טיפול מקדים חדשניים מבוססי אוזונציה, בחינת טיפול אנזימטי ואופטימיזציית התהליך. פסולת הנייר תורמת לשני מוצרים יקרי ערך: דלק חלופי מסוג ביו-אתנול וננו קריסטלים מצלולוז. "מחקר זה יכול לתרום לפיתוח עקרון "פסולות לדלקים" בישראל ובעולם, במיוחד בהתחשב בכמויות ההולכות וגדלות של פסולות אשר בלא מוצא אחר, נטמנות במטמנות ייעודיות" לפי רועי.

​

מולטי-דיציפלינריות במחקר

אוניברסיטת תל אביב והפקולטה להנדסה בפרט, תורמים רבות במחקר בדגש על מתן תשתיות מתקדמות ומפותחות המאפשרות מחקר ברמה הגבוהה ביותר. כמו כן, שיתוף הפעולה בין ביה"ס להנדסה מכאנית לבין מחלקות אחרות (כימיה, הנדסת חומרים ולימודי הסביבה) באוניברסיטת תל אביב מאפשר פיתוח מולטי-דיסיפלינרי המערב תחומים שונים של מחקר ומעצים אותו. בנוסף, אוניברסיטת תל אביב תומכת בפרסומים, נסיעות מחקר של סטודנטים וקידום קשרים עם חוקרים אחרים ברחבי העולם, דבר הנושא פרי הנראה בהתעניינות הרבה שהמחקר שואב. המכשור ההנדסי והטכני שמהווה את הבסיס למחקר, נמצא בפקולטה להנדסה במעבדה לטכנולוגיות מים, בדגש על מערכת האוזונציה המתקדמת. מערכת זו מאפשר המרה של גז חמצן לתערובת עשירה באוזון, שהינה החומר המגיב שעומד בעיקרו של המחקר.

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה הפתרון