استثمار مخلفات النخيل في تصنيع الألواح الخشبية

المهندس فؤاد منصور
مهندس كيميائي / خبير متخصص في صناعة الالواح الخشبية من سعف النخيل والمخلفات الزراعية / يملك برائتي اختراع… ومسجلتين باسمه رسمياً في دائرة مالكي براءات الاختراع التابعة لمجلس الوزراء في جمهورية العراق
لقد عرف الانسان الخشب منذ العصور القديمة واستخدمه في مجالات حياته المختلفة وبشكل بدائي، ثم توسع في استخدامه فسخّره لكل ما يخدم أغراضه الخاصة ويساعد في نمو حركة تحضّره عبر آلاف السنين.. فقد استفاد من الخشب في توليد الطاقة الحرارية وبناء دوره السكنية وصناعة بعض الأسلحة البسيطة والتنقل في البحر ثم عمل دواليب العربات التي سهلت عليه التنقل في البر وغير ذلك من الاستخدامات، وكان الخشب الذي استخدمه الانسان منذ نشأته وحتى بدايات القرن الماضي خشباً طبيعياً أي ما تزخر به الطبيعة من جذوع وسيقان وأغصان الأشجار على اختلاف أنواعها صلبة كانت أم رخوة.أما في بدايات القرن الماضي فقد تعددت وتطورت حاجات الانسان للأخشاب فوجد أن الأخشاب الطبيعية لا تتماشى مع ثورته الصناعية ولا بد من ايجاد أخشاب صناعية بأبعاد ومواصفات كان يتعذر الحصول عليها من خشب الغابات… فبدأ يجتهد في استخدام الخشب الطبيعي والمخلفات الزراعية في إنتاج ألواح خشبية ذات مساحات واسعة نسبياً، فابتكر أنواعاً عديدة وطورها على مدى عشرات السنين الماضية، ولعدم توفر خشب الغابات بكميات كافية في كثير من بلدان العالم فقد بحث العلماء والمختصون إمكانية إنتاج الألواح الخشبية الصناعية مما يتوفر في تلك البلدان من أشجار ومخلفات زراعية.. فأنتجت تلك الألواح من مخلفات شجرة النخيل كالسعف والجذوع والكرب والعذوق والليف، وكذلك من المخلفات الزراعية الأخرى أيضاً كمخلفات قصب السكر وسيقان الحنطة والشعير وقشور الرز وألياف الجوت والكتان والقصب وغيرها… ولا تزال البحوث والتجارب مستمرة في تطوير نوعية تلك الألواح وتحسين المردود الاقتصادي في إنتاجها.أما الأنواع الرئيسية من الألواح الخشبية التي نجح المختصون في إنتاجها من مخلفات النخيل فهي :الألواح الليفيةبشكل عام تنتج بسمك يتراوح بين 3 ملم إلى 40 ملم بالطريقة الجافة ويمكن استخدام الطريقة الرطبة لإنتاجها بسمك يتراوح بين 3 ملم وحتى 8 ملم، أما الأبعاد القياسية لهذه الألواح فهي 4 × 8 أقدام، 4 × 10 أقدام ويمكن إنتاجها بأبعاد تزيد عن ذلك أيضاً.. ويستخدم اليوم هذا النوع من الألواح بشكل واسع جداً في صناعة الأثاث وصناعة الأرضيات الخشبية مع استخدامات أخرى عديدة له… ويتم عادةً أكساء تلك الألواح بأنواع مختلفة من مغطيات الديكور Decorative overlays بألوانها وأشكالها المختلفة أو طلائها بالأصباغ أيضاً مع إمكانية إضافة مواد كيميائية مختلفة أثناء إنتاجها لتكون هذه الألواح مقاومة للحريق وممانعة للتآكل بالحشرات ومقاومة لرطوبة الجو وغير ذلك فتتوسع وتتعدد عندئذٍ استخداماتها.

الألواح الليفية عالية الكثافة High density fiber board (HDF)
الألواح الليفية متوسطة الكثافة Medium density fiber board (MDF)
لألواح الليفية واطئة الكثافة Low density fiber board (LDF)
ألواح الخشب الحُبيبي Particle board
الألواح الليفية الأسمنتية Cement bonded fiber board
الألواح الحبيبية الأسمنتية Cement bonded particle board
الألواح الخشبية البلاستيكية Wood plastic composite board

أما ألواح الخشب الحبيبي فلا تختلف عن الألواح الليفية إلا ببعض المواصفات الفيزيائية وتشابهها في تعدد مجالات الاستخدام وأبعاد الألواح إلا أنها تنتج بالطريقة الجافة فقط.
النوع الآخر من الألواح هو الألواح الخشبية الأسمنتية التي تنتج من خليط من الأسمنت وحبيبات أو ألياف السعف والجذوع والليف والعذوق لشجرة النخيل، ويستخدم هذا النوع من الألواح للأغراض الإنشائية فهو ينتج بشكل ألواح مستوية تستعمل في بناء البيوت الجاهزة والأرضيات والسقوف الثانوية والقواطع بين الغرف وغير ذلك، ويمكن أن تنتج بشكل ألواح ذات سطح متعرج (Engraved) وبأشكال الطابوق المرصوف أو الحجر الطبيعي أو يأخذ شكل الأخشاب الطبيعية ويغطى كذلك بأصباغ أو مغطيات الديكور المختلفة لتوسيع مديات استخدامه.


أما الألواح الخشبية البلاستيكية فتنتج عادةً من خليط حبيبات مخلفات شجرة النخيل بشكل عام والبولي اثيلين أو البولي ستايرين أو البولي أستر مع إضافة مواد كيميائية رابطة كالفينول رزن أو اليوريا فورمالديهايد مع إضافة مواد كيميائية أخرى تجعل من الألواح مقاومة للحريق أو التعفن أو الحشرات… ويتميز هذا النوع من الألواح بقابلية عالية لمقاومة الرطوبة وهي ميزة نادرة ينفرد بها هذا النوع من الألواح، أما استخداماتها الرئيسية فهي في صناعة الأثاث والأبواب مع استخدامات أخرى عديدة خصوصاً في المناطق الرطبة جداً.
ولا بد من الإشارة إلى أن مخلفات شجرة النخيل يمكن الاستفادة منها أيضاً في:

  1. إنتاج عجينة الورق والكرتون.
  2. إنتاج الفورفورال.
  3. إنتاج الأعلاف المركزة.
  4. إنتاج الأسمدة العضوية.

وصف عام لمراحل إنتاج الألواح متوسطة الكثافة (MDF) من سعف النخيل:

1.مرحلة تقطيع وتنظيف السعف: يقطع السعف بمكائن تقطيع خاصة Chipper Drum إلى رقائق (Chips) بأطوال تتراوح بين 5 ملم إلى 40 ملم ثم تجري عملية تنظيفها بالطريقة الرطبة أو الطريقة الجافة لتخليصها من أكبر كمية من الأتربة والشوائب..
إن مرحلة تنظيف رقائق السعف هي من المراحل المهمة جداً لما لها من تأثير على نوعية ومواصفات المنتج النهائي إضافة إلى تأثيرها على كفاءة أداء مكائن المراحل الإنتاجية الأخرى، فكلما أنجزت هذه المرحلة بكفاءة عالية نكون قد تيقنا سلفاً (وإلى حد كبير) من مطابقة المنتج النهائي للمواصفات القياسية، إضافة إلى ضمان استمرارية عمل بقية مكائن الخط الإنتاجي بشكل منتظم وتقليل التوقفات المفاجئة فيه وما يعنيه ذلك في المردود الاقتصادي للمصنع.

إن غالبية المواد الأولية المستخدمة في صناعة الـ MDF يتم تنظيفها بالطريقة الجافة، ولكن رقائق السعف ولخصوصيتها من ناحية احتوائها على كميات عالية من الرمل ولجفافها (المحتوى الرطوبي 8 – 10 بالمئة) فإن الطريقة الرطبة (أي غسلها بالماء) تفضل في تنظيفها.. حيث أن التنظيف بهذه الطريقة يضمن إلى حد كبير تخليصها من أكبر كمية من الرمال، إضافة إلى رفع المحتوى الرطوبي لها إلى حدود 70 – 80 بالمئة وهذا ما لا يتحقق بالطريقة الجافة (إن رفع المحتوى الرطوبي إلى الحدود المذكورة ذو أهمية بالغة جداً في ضمان إنتاج عجينة (pulp) بمواصفات قياسية).

2.مرحلة السيطرة على المحتوى الرطوبي لرقائق السعف: إن عملية السيطرة على المحتوى الرطوبي للرقائق في هذه المرحلة تعتمد على الطريقة المتبعة في تنظيفها.. فإذا كان تنظيفها بالطريقة الجافة (أي أن محتواها الرطوبي لا يزال بحدود 8 – 10 بالمئة) فإن هذه القيمة يتم رفعها إلى الحدود المطلوبة 70 – 80 بالمئة بتعريضها إلى بخار الماء لفترة محددة، أما إذا كانت تلك الرقائق قد تم تنظيفها بالطريقة الرطبة فيتم خزنها دون الحاجة لتعريضها للبخار ولمدة 12 – 16 ساعة لضمان رفع محتواها الرطوبي تلقائياً إلى الحدود المطلوبة.

3.مرحلة تفكيك الألياف: في هذه المرحلة يتم تفكيك وفصل ألياف رقائق السعف عن بعضها والتي كانت أصلاً مرتبطة ببعضها بمواد ذات قوام صمغي، ليتم تحويلها إلى ألياف منفردة بخطوتين: الأولى بتعريضها للبخار بدرجة 165 – 170 درجة مئوية في جهاز الـ digester لمدة 3 – 4 دقائق، والثانية بتفكيك تلك الألياف عن بعضها بجهاز الـ defibrater.. إن كفاءة هذه المرحلة تعتمد إلى حد كبيرعلى نظافة رقائق السعف ومقدار المحتوى الرطوبي لها، وبمعنى آخر فإن مرحلة تفكيك الألياف يمكن إنجازها بسهولة إذا كانت الرقائق نظيفة ومحتواها الرطوبي ضمن الحدود القياسية، أما إذا كان العكس فإن نتائج هذه المرحلة لا يمكن السيطرة عليها وبالتالي فإن نوعية المنتج النهائي ستكون رديئة مهما اجتهدنا في المراحل الإنتاجية اللاحقة.

4.مرحلة إضافة المواد الكيميائية: في هذه المرحلة تُضاف مادة اليوريافورمالديهايد ذات القوام الصمغي إلى ألياف السعف المنفردة والمتناثرة بشكل رذاذ لضمان انتشارها على تلك الألياف بنسبة تتراوح بين 12 إلى 15 بالمئة من الوزن الجاف للألياف، ويمكن إضافة مادة الميلامين يوريافورمالديهايد إلى تلك الألياف لتحسين بعض المواصفات الفيزيائية للمنتج النهائي.

5.مرحلة تجفيف الألياف: يتم تعريض الألياف في هذه المرحلة إلى تيار من الهواء الساخن بفرن أسطواني لا يقل طوله عن 100 متر لتقليل المحتوى الرطوبي لها إلى حدود 4 بالمئة فقط، أما إذا بقي المحتوى الرطوبي للألياف في نهاية هذه المرحلة أكثر من القيمة أعلاه بقليل فإن مشاكل إنتاجية عديدة ستحصل وتؤدي إلى توقف الخط الانتاجي لفترات طويلة مع زيادة كمية التالف من الإنتاج، وهذا يعني لنا الكثير من الناحية الاقتصادية.

6.مرحلة تنضيد الألياف: يتم في هذه المرحلة فرش الألياف وتنضيدها على شكل حصيرة بأبعاد تتناسب والأبعاد المطلوبة للمنتج النهائي ثم كبسها كبساً بارداً لتسهيل تغذيتها وإيصالها إلى المرحلة اللاحقة.

7.مرحلة كبس الألياف: تستخدم في هذه المرحلة عدة أنواع من المكابس الحرارية ومنها:

– المكبس متعدد الفتحات: Static multi-day-light press.

– المكبس المرحلي ذو الفتحة الواحدة: Single opening press.

– المكبس المستمر ذو الفتحة الواحدة: Continuous steel band press.

المواصفات الفيزيائية لـ FDM

700 – 750 Kg/cm3 Density
0.6 N/mm2 Internal bond
25 – 30 N/mm2 Bending strength
2100 – 2500 N/mm2 Modulus of elasticity
12% Thickness swelling 24 hrs
750 – 800 N Screw holding (Edge)
1000 N Screw holding (Face)

حيث يتم اختيار نوع المكبس لاعتبارات عديدة أهمها الطاقة الإنتاجية للمصنع، فكلما كانت الطاقة الإنتاجية للمصنع عالية فإن المكبس المستمر سيكون أكثر ملاءمة والعكس بالعكس.
إن ما يحصل للألياف في هذه المرحلة هو كبسها تحت ضغط 35 كغم/ سم2 وحرارة 210 م لتتراصف وتتماسك تلك الألياف بفعل ضغط وحرارة عملية الكبس فتستغرق هذه المرحلة بحدود 4 – 5 دقائق اعتماداً على السمك المطلوب للمنتج النهائي.

8.مرحلة تحديد أبعاد المنتج وتنعيم السطح: حسب حاجة وطلب السوق فإن ألواح الـ MDF الخام تقطع عادةً إلى ألواح أخرى بأبعاد 4 × 8 أقدام أو 4 × 10 أقدام أو أية أبعاد أخرى يطلبها السوق باستخدام منظومة مناشير طولية وعرضية متحركة.. بعد ذلك يتم تنعيم السطحين العلوي والسفلي لكل لوح باستخدام مكائن تنعيم خاصة تسمى sanding machine أما درجة النعومة فيتم التحكم بها بعدد رؤوس تلك الماكنة ودرجات نعومة أحزمة التنعيم المستخدمة.

9.مرحلة إكساء الألواح بمغطيات الديكور: يتم تسويق المنتج النهائي عادةً بشكل ألواح MDF خام أو ألواح مغطاة بطبقات الديكور Decorative overlays أما أنواع طبقات الديكور التي يمكن تغطية (إكساء) ألواح MDF الخام فهي:

  1. Wood veneer.
  2. Melamine resin impregnated paper.
  3. PVC & paper foils.
  4. Textured overlays.

مجلة المرشد / الادارة العامة لزراعة ابو ظبي / العدد 26 في ديسمبر 2004