المحتوى
- فاصوليا تحول الماء إلى جل
- لماذا هناك حاجة إلى المياه عالية اللزوجة
- ما هي حبوب الغار؟
- الاستخدامات التقليدية للفول الغوار
- استخدامات صناعية أخرى لصمغ الغار
- اقتصاديات صمغ الغار
حبوب الغار: يسار: مجموعة حبوب الغار ، صورة المجال العام التي أنشأها ر لوجاناثان. إلى اليمين: حبوب الغار ، صورة فوتوغرافية ل Tracey Slotta ، وزارة الزراعة بالولايات المتحدة الأمريكية ، ومختبر علم النبات المنهجي ARS وعلم الفطريات.
فاصوليا تحول الماء إلى جل
يمكن للمسحوق المصنوع من حبة نبات غير معروف نسبيًا في الهند وباكستان أن يحول الماء بسرعة إلى جل سميك جدًا. عادة ما تستخدم الحبوب لتثخين الصلصات والأطعمة المصنعة مثل الآيس كريم والكاتشب. الآن ، تقوم شركات الحفر التي تحتاج إلى مياه عالية اللزوجة لاستخراج النفط والغاز الطبيعي من التكوينات الصخرية الضيقة بشراء حبوب الغار بأسرع ما يتم زراعتها.
وقد أدت الزيادة في الطلب إلى مضاعفة الأسعار وإغراء العديد من المزارعين الجدد في تجارة حبوب الغار. تاريخيا ، أنتجت الهند وباكستان أكثر من 80 ٪ من الإمدادات العالمية من حبوب الغار. ومع ذلك ، فإن المزارعين في تكساس وأوكلاهوما وغيرها من الولايات يزرعون الآن حبوب الغار للاستفادة من هذه الأسعار المرتفعة.
لماذا هناك حاجة إلى المياه عالية اللزوجة
يتم احتجاز كميات هائلة من النفط والغاز الطبيعي في وحدات صخرية تحت سطح الأرض ضيقة للغاية بحيث لا يمكن للسوائل أن تتدفق من خلالها. لتحرير النفط والغاز الطبيعي ، تقوم شركات الحفر بضخ السوائل أسفل بئر تحت ضغوط عالية بما يكفي لكسر الوحدات الصخرية تحت السطحية. تُعرف هذه العملية بالتكسير الهيدروليكي.
إن إضافة مسحوق حبوب الغار (المعروف أيضًا باسم صمغ الغار) إلى هذا الماء يزيد من لزوجته ويجعل الضخ العالي الضغط وعملية التكسير أكثر فعالية.
المياه عالية اللزوجة مطلوبة للسبب الثاني. يتم خلط حبيبات الرمل أو حبيبات صغيرة أخرى بالماء المستخدم لعملية التكسير. عند حدوث التكسير ، يتم نقل هذه الحبيبات ، المعروفة باسم "المواد الداعمة" ، عميقًا في وحدة الصخور بواسطة الاندفاع المفاجئ للمياه الذي يرافق فتح الكسور.
عندما يتم إيقاف تشغيل المضخات ، ينخفض ضغط الماء داخل الكسور وتغلق الكسور فجأة. إذا تم نقل مواد دعم كافية إلى الكسور ، فإنها تمنع الكسور من الإغلاق تمامًا. ثم تصبح هذه الكسور المغلقة جزئيًا ممرات تسمح بتدفق النفط والغاز الطبيعي من الصخر إلى البئر.
تعتبر المياه عالية اللزوجة أكثر فاعلية في تعليق حبيبات الرمل وحملها في الكسور.
التكسير الهيدروليكي: يوضح هذا الرسم التوضيحي وجود غاز طبيعي يتم تطويره باستخدام التكسير الهيدروليكي. Marcellus Shale هي وحدة الصخور الحاملة للغاز. تم حفر البئر وصولاً إلى مارسيلوس ثم تحول أفقيًا لاختراقه لمسافة طويلة. يتم التكسير داخل Marcellus لتسهيل تدفق الغاز خارج الوحدة الصخرية وفي البئر.
ما هي حبوب الغار؟
حبوب الغار ، المعروف أيضًا باسم حبوب العنقود (Cyamopsis tetragonoloba) تم زراعتها في شمال غرب الهند وباكستان لعدة قرون على الأقل. الغوار هو البقول السنوي الذي ينمو بشكل جيد في مجموعة متنوعة من أنواع التربة وفي المناطق القاحلة إلى المناخات شبه القاحلة.
الاستخدامات التقليدية للفول الغوار
عادة ما تستخدم أوراق نبات الفاصولياء والفاصوليا كعلف للحيوانات وكخضروات للاستهلاك البشري. يستفيد المزارعون من قدرات تثبيت النيتروجين في نبات الغار باستخدامه كمحصول للسماد الأخضر.
تُقشر حبوب الغار وتُطحن لإنتاج مسحوق أبيض يُعرف باسم صمغ الغوار أو الغواران. صمغ الغار قابل للذوبان في الماء ويستخدم في الوصفات كمثخن. يشبه إلى حد بعيد نشا الذرة - ولكن لديه حوالي ثمانية أضعاف "قوة سماكة".
استخدامات صناعية أخرى لصمغ الغار
يستخدم صمغ الغار في الخبز كمثخن للعجين. يتم استخدامه لتكثيف منتجات الألبان مثل الحليب واللبن والجبن والآيس كريم والشراب. في الأطعمة المصنعة ، يتم استخدام صمغ الغار كمثخن في صلصة السلطة والصلصات والكاتشب والحساء والعديد من المنتجات الأخرى. يستخدم صمغ الغوار في الاستخدامات الطبية التي تشمل: الألياف القابلة للذوبان في الماء ، الملين الذي يشكل الجزء الأكبر ويخلق الشعور بالشبع.
اقتصاديات صمغ الغار
تقليديًا ، كانت معظم إمدادات العالم من حبوب الغار تستخدم كغذاء للحيوانات والأشخاص الذين يتجهون بكميات صغيرة إلى صناعة تجهيز الأغذية. ومع ذلك ، في السنوات القليلة الماضية ، ازداد استخدام صمغ الغار في التكسير الهيدروليكي بسرعة. تسببت هذه الزيادة المفاجئة في الطلب في زيادة بمقدار عشرة أضعاف في السعر. في عام 2011 ، صدرت الهند الجوار بقيمة 915 مليون دولار إلى الولايات المتحدة ، مع معظم المنتج المخصص للاستخدام في صناعة النفط والغاز. كانت الهند أكبر صادراتها الزراعية إلى الولايات المتحدة.
استجاب مزارعو الجوار في الهند بمساحة متزايدة ، ووزعت الهند أكبر معالج لصمغ الغار على ثلاثة آلاف طن من البذور المجانية للمزارعين الذين أرادوا اختبار المحصول. من المتوقع أن تنخفض الأسعار المرتفعة حيث يقوم المزيد من المزارعين الهنود بزراعة حبوب الغار ؛ ومع ذلك ، تقلب الأسعار لا يزال ممكنا. تزايد الغار في الهند هو عمل محفوف بالمخاطر لأن المحصول يجب أن يحصل على كمية مناسبة من الأمطار الموسمية التي تصل في الوقت المناسب في دورة النمو.
في الولايات المتحدة ، يحاول الكيميائيون إيجاد بديل لصمغ الغار ، والمزارعون في تكساس وأوكلاهوما ، وغيرها من الولايات يزرعون الغار لتقديم مصدر إمداد محلي.
المؤلف: هوبارت م. كينغ ، دكتوراه