مقارنة بين خصائص الفحم الحيوي المنتج تحت ظروف التحطم الحرارى التقليدي والمتحکم فيه

عادة ما يتم دراسة خصائص الفحم الحيوي الناتج من عملية التحطم الحراري لمخلفات المحاصيل الزارعية  تحت ظروف متحکم فيها في أفران ذات طابع خاص يتيح القدرة للتحکم فى درجة الحرارة والوقت. أما دراسة وتوصيف خصائص الفحم الحيوي الناتج تحت ظروف الحقل التقليدية فهى محدودة ولا يمکن الإعتماد عليها فى التوصيف الدقيق للفحم المنتج. لذلک فإن الهدف من هذه الدراسة هو مقارنة الخصائص الفيزيائية والکيميائية للفحم الحيوي لأثنين من المخلفات الزراعية المختلفة هما مصاصة قصب السکر(SCBF) وغلاف حبة الأرز”) السرسة” (RHF)( المنتج تحت الظروف الحقلية التقليدية والظروف المتحکم فيها (درجات حرارة الإنحلال الحراري 450 و550 °م). أما درجة حرارة عملية التحطم الحراري بإستخدام وحدة بدائية الصنع کانت حوالي 500 °م. وبصفة عامة أظهرت النتائج أن زيادة درجة حرارة الإنحلال الحراري أدت إلى انخفاض نسبة الفحم الناتج وزيادة نسبة المواد المتطايرة ومساحة السطح الکلية وحجم المسام الکلي التي کانت أعلى في السرسة (RHB) عن مصاصة القصب (SCBB) المنتج تحت الظروف المختلفة، وکانت قيمة pH في کلاهما في المدي القلوي، ونسبة الرماد والسيليکون أعلى في RHB عن SCBB، أما نسبة  C% کانت أعلى في SCBB عن RHB. وأظهرت نتائج تحليل FT-IR وجود مجموعة OH الحرة ومجاميع C-H المشبعة في کل من RHF وSCBF والتي اختفت في الفحم الحيوي المنتج تحت ظروف التحطم الحراري المختلفة. کما أظهرت صور الميکرسکوب الإلکتروني SEM وجود المسام الطولية في المادة الخام لمصاصة القصبSCBF)) بينما يحتوي الفحم الحيوي له على بنية طولية وعدد أقل من المسام الدقيقة و کانت أکثر وضوحاً عند درجة حرارة 550 °م، في حين أظهرت صور RHF تغير فى نظام المسام الطولية حيث تغيرت إلى مسام أکثر تطوراً في RHB سواء عند التحکم فى درجة الحرارة 550 °م أوفى الظروف التقليدية. وأشارت بيانات تحليل XRD للمادة الخام لمصاصة القصب إلى وجود السليلوز والذي اختفى تماماً في الفحم الحيوي المنتج تحت الظروف المختلفة في حين تشير بيانات XRD للسرسة سواء للمادة الخام أوالفحم المنتج تحت الظروف المختلفة إلى وجود السيليکا غير المتبلورة والکوارتز. عموماً أظهرت النتائج أن خصائص الفحم الحيوي المنتج في الحقل تحت الظروف التقليدية بإستخدام وحدة التحطم الحراري البدائية لا تختلف کثيراً عن خصائص الفحم الحيوي المنتج تحت الظروف المتحکم فيها (550 درجة مئوية).