طرح فروفورال از ضایعات پوست سبز پسته

یکی از اجزای اصلی ضایعات پسته، پوست سبز پسته است که روی پسته تازه وجود دارد و از آن جدا می‌شود، ولی قسمت اعظم آن بدون مصرف باقی می‌ماند. پوست سبز پسته ازنظر طب قدیم ایران سرد و خشک است و دارای خواص و مصارف زیر است.

کاربردهای پوست پسته

برای رنگرزی به کار می‌رود.

۱- برای رفع بوی بددهان مؤثر است.
2- جویدن آن باعث التیام زخم‌های دهان می‌شود.
3- برای استحکام لثه‌ها آن را روی لثه مالیده و یا می‌جوند.
4- دم‌کرده پوست سبز حالت دل به هم خوردگی و استفراغ را از بین می‌برد.
5- دم‌کرده آن برای اسهال مفید است.
6- برای رفع سکسکه پوست سبز پسته را دم‌کرده و یک فنجان از آن می‌نوشند.
7- مربای پوست پسته برای تقویت معده و اعصاب مفید است
8- برای رنگرزی به کار می رود.

پوست پسته سبز به‌طور متوسط حاوی ۳۲ درصد ماده خشک ۱۱ درصد پروتئین خام، ۱۵ درصد فیبر خام، ۱۲ درصد خاکستر خام ۵ درصد چربی خام ۵۵ درصد عصاره فاقد ازت می‌باشد.

موارد کاربرد صنعتی پوست سبز پسته

۱- تولید اسانس

۲- تولید آنتی‌اکسیدان

۳- تولید مواد ضد قارچی و ضد میکروبی

فورفورال چیست

فورفورال یکی از پرمصرفترین، مهمترین و قویترین حلالهای آلی است که امروزه به روش هیدرولیز اسیدی از انواع ضایعات کشاورزی تولید میشود. فورفورال مایعی است وقتی تازه تقطیر شده باشد مانند آب بی رنگ و سیال با بویی شبیه (بنزآلدئید- بادام) میباشد ولی در مجاورت با هوا، اکسایش خود بهخودی در آن اتفاق افتاده و به رنگ قرمز تا قهوهای تیره تغییر میکند. فرمول مولکولی آن C5H4O2 است. فورفورال صنعتی دارای رنگ زرد کمرنگ تا قهوهای میباشد و میتوان بدون هیچگونه احتیاطی آنرا در ظرفهای فولادی نگه-داری نمود اگرچه بهتدریج در مجاورت هوا سیاه میشود و خاصیت اسیدی و پلیمر شدن آن افزایش مییابد ولی با نگهداری آن دور از اکسیژن جو میتوان از اتو اکسیداسیون آن جلوگیری کرد.فورفورال از مهمترین اعضای ترکیبات هتروسیکلیک با حلقه غیراشباعی است فورفورال منو آلدئیدی است مشتق از فورفورال که گروه CHO اتصال اتری C-O-C و سیستم متناوب پیوند یگانه و دوگانه تماماً باعث شدهاند تا فورفورال به عنوان یک ماده شیمیایی فعال با مصارف صنعتی گسترده مطرح باشد. قندهای منومری نظیر پنتوزها و هگزوزها را می توان از هیدرولیز چوب و ضایعات کشاورزی بدست آورد که در اثر عمل هیدرولیز به پنتوز تبدیل میشوند زایلوز یکی از مهمترین پنتوزها است که دارای فرمول شیمیای C5H10O5 بوده و به میزان زیادی در سبزیجات وجود دارد وقتی سه مولکول آب از زایلوزها جدا میگردد فورفورال تهیه میشود در عمل واکنشهای پیچیده بسیاری رخ میدهد که منجر به تشکیل مواد میانی متعددی میگردد .

تاریخچه فورفورال

فورفورال اولین بار در سال ۱۸۳۲ توسط شیمی دان آلمانی جان ولفگان دوبرنییر در مقادیر بسیار کمی به عنوان محصول جانبی از سنتز اسید فرمیک بدست میآید و عملیات او در سال ۱۸۳۲ منتشر گردید در خلال ۹۰ سال بعد از آن در حدود ۲۰۰۰ کشفیات و تحقیقات درج گردید تا سال ۱۹۲۰ هنوز فورفورال تجاری به بازار عرضه نشده بود و در سال ۱۹۲۲ مقدار قابل ملاحضهای فورفورال به منظور تهیه رزینهای فنولی با استفاده از کلیه موادی که حاوی پنتوزان (سبوس جو) بودند برای اولین بار توسط QUAKER OATSCO به بازار عرضه شد و اکنون یکی از بزرگترین شرکتهای تولید فورفورال در جهان است. امروزه، فورفورال همچنان از محصولات جانبی کشاورزی تولید میشود. در سال ۱۸۴۰ شیمیدان اسکاتلندی، جان استنهاوس دریافت که بعضی از مواد شیمیایی میتوانند از طریق تقطیر بسیاری از محصولات کشاورزی شامل ذرت، جو، سبوس و خاک اره همراه با اسید سولفوریک رقیق تولید شوند. وی مشخص نمود که این مواد شیمیایی فرمول تجربی C5H4O2 را دارا میباشند و فورفورال را به مقدار زیاد تولید نمود. فونس نام فورفورال را در سال ۱۸۴۵ پیشنهاد کرد. فوفورال به معنی سبوس و Oleum به معنی روغن است. امتی موفق شد فورفورال را از منابع گیاهی مختلف تولید نماید و البته امروزه معلوم و پذیرفته شده است که فورفورال را میتوان از منابع گیاهی حاوی پنتوزان n)C5H8O4 )بدست آورد.

فورفورال از زیست توده حاصل از ضایعات کشاورزی و از گیاهان چوبی مثل چوب ذرت، باگاس، سبوس برنج و جو و … که حاوی پنتوزانها (قندهای آلدوزی) هستند، تهیه میشود (برادی و همکاران، ۲۰۰۰ .)

ویژگیهای فورفورال

فورفورال به آسانی در اغلب حلالهای آلی قطبی حل شده، اما تنها به مقدار کمی در آب یا مواد قلیایی قابل حل میباشد. واکنش فورفورال ترکیبی از واکنشهای گروه آلدئیدی و واکنشهای هسته فورانی میباشد. از اکسید نمودن آن اسید فورلیک و در اثر احیاء فورفوریل الکل بدست میآید و با حذف گروه کربوکسیل با کاتالیزورهای مناسب به فوران تبدیل میشود و با قلیاهای قوی از قبیل هیدروکسید سدیم فورفورال در واکنش شرکت کرده و تبدیل به فورفوریل الکل سدیم فورلیک میگردد.مانند سایر آلدئیدها، فورفورال با ترکیباتی که شامل گروههای متیلن فعال، از قبیل استرهای زنجیری حلقوی و انیدریدها و استنها و آلدئیدها و نیتریلها و … ترکیب شده و با فنلها ایجاد رزین میکند فورفورال به آسانی با رزین ترکیب شده و رزین قابل احتراق تولید میکند ولی با حرارت دادن آن در حضور کاتالیزورهایی از قبیل هگزامتیلن تترا آمین به رزین غیر قابل احتراق تبدیل میشود به طوریکه قبلاً شرح داده شد به علت خاصیت منفی بودن گروه آلدئیدی فورفورال کاملاً در مقابل تجزیه هیدرولیکی پایداری می نمائید. حتی در درجه حرارت بالا برای اینکه مقدار قابل ملاحضهای فورفورال بوسیله رقیق منهدم شود زمان طولانی لازم است از این عمل در مقابل اسید فرمیک تولید رزین سیاه رنگ میشود و سرعت تجزیه تابع غلظت یون هیدروژن است. هسته فورفورال مستعد تحت تاثیر قرار گرفتن اکسیژن هوا است و محصولات اسیدی از اکسیداسیون خود به خودی آن نتیجه می گردند. این واکنش در اثر افزودن مقادیر بسیار کمی از مواد قلیایی مانند آمینهای سوم متوقف میشود اکسیداسیون کاتالیتکی فورفورال در فاز بخار اسید ماتیک نتیجه می دهد فورفورال نیز با بوتا دی ان در واکنش شرکت میکند. فورفورال در برابر حرارت و در غیاب اکسیژن پایداری نسبتاً زیادی از خود نشان میدهد. برای اینکه تغییرات قابل تشخیص(به استثنای رنگ) در خواص فیزیکی فورفورال مشاهده شود لازم است آنرا چندین ساعت در درجه حرارت بالا یعنی در درجه حرات ۲۳۰ درجه سانتی گراد قرار داد جدول انحلال متقابل فورفورال و آب را نشان میدهد.

قیمت تولید داخلی و جهانی فورفورال

پارامترهای مختلفی بر قیمت فروش محصول موثر خواهد بود که در ادامه شرح داده شدهاند.
1 -قیمت مواد اولیه مصرفی که یکی از مهمترین هزینههای متغیر تولید میباشد و نقش عمدهای را در تعیین قیمت تمام شده محصول دارد.
2 -منطقه جغرافیایی احداث واحد به خصوص از لحاظ دسترسی به منابع تامین مواد اولیه و کانونهای مصرف محصول، هزینههای مربوط را تحت تاثیر قرار خواهد داد.

۳ -نوع تکنولوژی مورد استفاده از طریق تاثیر بر سرمایهگذاری، کیفیت محصول تولیدی و میزان ضایعات بر قیمت فروش محصول موثر خواهد بود.
4 -هزینه نیروی انسانی مورد نیاز تاثیر مستقیم در هزینه های متغیر تولید و قیمت تمام شده محصول دارد.
قیمت فورفورال در بازارهای امریکا کیلویی ۱۲۰۰۰ -۱۱۰۰۰ ریال در سال ۲۰۱۰ بفروش رسیده است و امروز استفاده از فورفورال به صورت مستقیم و یا به عنوان ماده واسطهای در تولید محصولات مختلف هر روز بیش از پیش گسترش مییابد. به گونهای که تولید و مصرف آن از سال از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۰ با رشد ۵ درصد روبرو شده است و پس از کاهش قیمت آن از سال ۱۹۹۶ تا ۲۰۰۲ دوباره از سال ۲۰۰۱ تا ۲۰۱۰ رشد صعودی و تقریباً ثابت به خود گرفته است.

موارد کاربرد فورفورال

استفاده مهم فورفورال برای ساختن ترکیبات فوران و تترا هیدروفوران میباشد. (از قبیل فورفوریل- الکل، تتراهیدروفورفوریل الکل، فوران، تتراهیدروفوران (THF (و فورفورال استن).
فورفورال به عنوان یک حلال انتخاب شده برای جدا کردن ترکیبات اشباع شده از ترکیبات اشباع نشده در نفت روغنهای چرب کننده(گریس)، نفت گاز و سوخت دیزل، همچنین در روغن نباتی به عنوان یک عامل ترکیبی در رزینها و مخصوصاً در رزینهای فنل، آلدئیدها به عنوان عامل رنگبر باقی مانده تقطیر روغن ترپانتین چوب، به عنوان حلال رزین و در تقطیر استخراجی بوتادین و سایر هیدروکربنهای C4 که در ساختن لاستیک سنتزی به کاربرده میشود مورد استفاده واقع میشود.
فورفورال حد واسط شیمیایی مهم است و برای ساختن انواع گوناگون محصولات تجاری که از قطر صنعتی اهمیت بسزایی دارند بکار میرود، از جمله پیرول، پیرولیدین، پای پیریدین، متیل فوران، متیلتتراهیدروفوران، دی هیدروفوران، تتراهیدروپیران و … مورد استفاده واقع میگردد.
فورفورال یکی از حلالهای است که در تصفیه روغنهای چربکننده برای ازدیاد ثبات در هنگام  کار، اصلاح نسبت بین ویسکوزیته و درجه حرارت مورد استعمال بسیار وسیعی دارد. ترکیبات مازاد آروماتیک و اولفینیک روغن به طور دلخواه در فورفورال حل شده و با این ترتیب از ترکیبات مورد احتیاج پارافینیک و نفتالینیک جدا میشود. با استفاده از حلال فورفورال، روغنهای گلیسرید طبیعی به دو یا چند قسمت تقسیم شده و جدا شدن این گلیسرید بستگی به درجه غیر اشباع بودن آنها دارد.
فورفورال را نیز بهعنوان عامل رنگبر از مواد باقی مانده تقطیر چوب مورد استفاده قرار میدهند. همچنین به عنوان محیط تقطیر استخراجی در یکی از روشهای ساختن بوتادین در نفت که بوسیله شرکت فیلیپ پترولیوم توسعه یافت بکار میرود. تمام هیدروکربنها با چهار کربن از قبیل نرمال بوتان، ایزوبوتان، ۱-۲ بوتن، ۲ -بوتن، و بوتادین دارای نقطه جوش متشابه، ولی قابلیت حل متفاوت هستند.

صنایع شیمیایی، بهداشتی و دارویی از فورفورال به عنوان ماده پایه جهت سنتز انواع ترکیبات استفاده میکنند. در ضمن خود فورفورال نیز موارد مصرف متعددی دارد. از این لحاظ کاربردها و موارد مصرف فورفورال را به دو دسته تقسیم میکنند. کاربردهای مستقیم و کاربردهای غیر مستقیم و یا به عبارتی کاربردهایی که از خود فورفورال بدون اینکه هیچگونه تغییری در ساختار شیمیایی آن داده شود و کاربردهایی که نقش ماده خام اولیه را به عهده دارد.