Comparative Effects of Soxhlet Extraction and Thermal Treatment on the Physicochemical Properties of Spent Bleaching Earth for Sustainable Reuse

في كل مرة يتم فيها تكرير زجاجة من زيت الطهي لتصبح صافية ونقية، يُدفع ثمن خفي في شكل نفايات زيتية طينية. فزيت النخيل، وهو أحد أكثر زيوت نباتية إنتاجاً في العالم، يجب تجريده من الشوائب مثل الأصباغ الطبيعية والأحماض الدهنية الحرة قبل أن يصل إلى المستهلك. وللقيام بذلك، تخلط المصانع الزيت بنوع خاص من الطين يُعرف باسم "تربة التبييض". يعمل هذا الطين مثل الإسفنج، حيث يمتص المواد غير المرغوب فيها. وبمجرد أن يصبح الزيت نظيفاً، يتم التخلص من الطين، الذي يكون الآن مشبعاً بالزيت والأوساخ. هذه المادة المستنفدة، والتي تُسمى غالباً "تربة التبييض المستنفدة"، تشكل مشكلة بيئية كبيرة؛ فهي ثقيلة، ويصعب التخلص منها، ولأنها مشبعة بالزيت، يمكنها حتى أن تشتعل من تلقاء نفسها في مكبات النفايات. لعقود من الزمن، كان الحل القياسي هو دفنها أو حرقها، لكن هذه الأساليب كانت هدراً وملوثة للبيئة. والسؤال الذي يواجه العلماء وقادة الصناعة هو ما إذا كان يمكن تنظيف هذا الطين المتسخ واستخدامه مرة أخرى، وتحويل منتج نفايات خطير إلى مورد مفيد.

وضع فريق من الباحثين في البرازيل هدفاً لإيجح أفضل طريقة لإنقاذ هذه المادة. وقد ركزوا على طريقتين متميزتين: غسل الطين بمذيب لسحب الزيت منه، وتسخينه لحرق الزيت بعيداً. كان هدفهم هو معرفة كيف تغير كل طريقة البنية الداخلية للطين وما إذا كان المنتج الناتج يمكن الاستفادة منه. بدأت الدراسة بطين أُخذ مباشرة من مصفاة لزيت النخيل في منطقة الأمازون. كان هذا الطين الخام المتسخ عبارة عن خليط من المعادن الطبيعية، وبشكل أساسي نوع من الطين يسمى "مونتموريلونيت"، وهو معروف بقدرته على التمدد وامتصاص السوائل. جرب الباحثون أولاً نهجاً لطيفاً باستخدام تقنية تسمى "استخلاص سوكسلت". في هذه العملية، وُضع الطين المتسخ في جهاز زجاجي خاص حيث يتم تدوير مادة "الهكسان" الساخنة، وهي مذيب شائع، باستمرار من خلاله. عمل المذيب مثل منظف قوي، حيث قام بإذابة وغسل زيت النخم المحتبس دون إتلاف الطين نفسه.

كانت نتائج عملية الغسل هذه مشجعة. فقد نجح المذيب في إزالة حوالي 24 بالمائة من وزن المادة، وهو ما يتوافق مع الزيت المتبقي. والأهم من ذلك، أن البنية الداخلية للطين ظلت سليمة. فبموجب المجهر، لا تزال جزيئات الطين تبدو كصفائح رقيقة ومسطحة، تماماً كما كانت قبل استخدامها في المصفاة. لم يتغير التركيب الكيميائي للطين، وكانت المعادن التي منحتها خصائصها المفيدة لا تزال موجودة. أشار هذا إلى أن الطين المغسول يمكن استخدامه محتملاً لمهام مماثلة، مثل تنظيف زيوت أخرى، رغم أنه قد لا يكون بنفس فعالية الطين الجديد. وأشار الباحثون إلى أنه بينما اختفى الزيت، أصبح الطين أكثر اضطراباً قليلاً على المستوى المجهري، ويرجع ذلك على الأرجح إلى العملية الصناعية التي تعرض لها بالفعل.

أما النهج الثاني فكان أكثر حدة. فبدلاً من الغسل، قام الباحثون بتسخين الطين المتسخ في فرن، ورفع درجة الحرارة تدريجياً من 300 درجة مئوية وصولاً إلى 1000 درجة مئوية. عملت هذه المعالجة الحرارية مثل النار، حيث قامت بحرق الزيت وطرد الماء المحتبس داخل الهياكل المعدنية. تسببت الحرارة في تغييرات دراماتيكية؛ فمع ارتفاع درجة الحرارة، بدأت معادن الطين في الانهيار وفقدان مائها. وبحلول الوقت الذي وصل فيه الطين إلى 700 درجة مئوية، كانت المعادن الأصلية قد تحولت إلى مواد جديدة مستقرة حرارياً. واختفت الصفائح الرقيقة والمسطحة التي ميزت الطين الأصلي، وحل محلها جزيئات حبيبية متكتلة. وعند أعلى درجات الحرارة، تكونت معادن جديدة، بما في ذلك "الهيماتيت" و"المولايت"، المعروفين بقوتهم واستقرارهم. أزالت هذه العملية كل الزيت والمواد العضوية تقريباً، تاركة وراءها مادة مختلفة كيميائياً عن الطين الأصلي.

كشفت الدراسة أن هذين المسارين يؤديان إلى منتجين مختلفين تماماً، لكل منهما إمكاناته الخاصة. فقد حافظ الطين المغسول بالمذيب على شكله وشخصيته الكيميائية الأصلية، مما يجعله مرشحاً لإعادة الاستخدام كمادة ممتصة، ربما بسعة محدودة. وفي المق المقابل، تم تغيير الطين المعالج حرارياً بشكل جذري؛ فقد فقد قدرته على العمل كإسفنجة ناعمة ممتصة، لكنه اكتسب القوة والاستقرار اللازمين لصناعات أخرى. وخلص الباحثون إلى أن المادة المعالجة حرارياً يمكن أن تكون ذات قيمة في صناعة السيراميك، حيث ستكون بنيتها الجديدة والمتينة ميزة لها. لذا، فإن الاختيار بين الغسل والحرق يعتمد كلياً على ما يريد المستخدم القيام به. فإذا كان الهدف هو الحفاظ على قوة التنظيف الأصلية للطين، فإن الغسل هو السبيل لذلك. أما إذا كان الهدف هو إنشاء مادة بناء جديدة ومتينة، فإن الحرق هو الخيار الأفضل.

يسلط هذا العمل الضوء على خطوة عملية نحو اقتصاد دائري، حيث لا يتم مجرد التخلص من النفايات بل تحويلها إلى شيء مفيد. ومن خلال فهم كيفية تغير الطين بدقة تحت تأثير المعالجات المختلفة، يمكن للصناعات اتخاذ قرارات أذكى بشأن كيفية التعامل مع نفاياتها. وتظهر الأبحاث أنه لا يوجد حل واحد مثالي لتربة التبييض المستنفدة؛ بل هناك مسارات متعددة تعتمد على النتيجة المرجوة. وسواء تم تنظيف الطين بلطف لاستخدامه مرة أخرى أو تسخينه بشدة ليصبح مادة جديدة، فإن الدراسة تثبت أن هذا الناتج الصناعي لا يجب أن يكون عبئاً، بل يمكن أن يكون مورداً، بشرط أن نعرف كيف نعالجه.