إنتاج حبيبات علف مائي مطلية بالكيتوزان مبتكرة من نفايات ساحلية باستخدام تجفيف في السرير المُسوَّى بالرش العلوي

تحويل فضلات الساحل إلى علف ذي قيمة

على طول العديد من السواحل تتراكم أكوام من قشور الروبيان وقشور السلطعون والطحالب كنفايات من تجهيز المأكولات البحرية. توضح هذه الدراسة كيف يمكن تحويل تلك الفضلات إلى حبيبات علف عالية الجودة للأسماك والروبيان المستزرع. من خلال تجفيف وتغليف ذكيين للحبيبات، لا يقتصر الأمر على إعادة تدوير النفايات الغنية بالمغذيات، بل يتم إنتاج علف أكثر متانة يخزن جيدًا، يهدر أقل، وقد يساعد في جعل الاستزراع المائي أكثر استدامة وتكلفة معقولة.

من القشور والطحالب إلى وجبات صغيرة للأسماك

بدأ الفريق بطحن ثلاثة أنواع من النفايات الساحلية—قشور الروبيان، قشور السلطعون، وطحالب السبيرولينا—ومزجها في ثلاث وصفات مختلفة للحبيبات. قدّمت السبيرولينا بروتينًا مركزًا ودهونًا صحية، في حين أضافت القشور بروتينًا إضافيًا ومعادن مفيدة. كان الهدف استبدال جزء كبير من وجبة السمك التقليدية المستخدمة عادة في أعلاف المزارع، لخفض التكاليف والضغط على مخزونات الأسماك البرية. أنتجت جميع الوصفات حبيبات أسطوانية صغيرة بمستويات بروتين ودهون مناسبة لنمو الأسماك الصحي، وكانت إحدى الوصفات التي احتوت على كمية أكبر من قشور السلطعون (المسماة الوصفة A) هي الأفضل من حيث التوازن الغذائي العام.

تجفيف الحبيبات أسرع وباستهلاك أقل للطاقة

تكون الحبيبات الطازجة رطبة وهشة، لذا يجب تجفيفها بعناية. بدلًا من التجفيف البطيء بالفرن أو على صوانٍ، استخدم الباحثون نظامًا هجينًا في السرير المُسوَّى مع مساعدة بمصباح هالوجين. في هذا الإعداد، يهبُّ الهواء الساخن إلى الأعلى ليُبقي الحبيبات معلقة كما في وعاء يغلي بلطف، بينما تساعد الأشعة تحت الحمراء القريبة على تسخينها من الداخل. عبر اختبار درجات حرارة الهواء من 70 إلى 110 °م، وجدوا أن درجات الحرارة الأعلى أزالت الماء بسرعة أكبر دون تسخين مفرط للعلف. عند 110 °م، وصلت الحبيبات إلى مستوى رطوبة آمن أقل من 12% في نحو 10 دقائق—مما خفّض زمن التجفيف بنحو ست ساعات مقارنة بالطرق التقليدية وخفّض الطاقة المستهلكة لكل كيلوغرام ماء مُزال.

حل مشكلة «الحبيبات المتفتتة»

لكن كان هناك مشكلة: أسرع تجفيف موفّر للطاقة ميّز بالحبيبات الأكثر هشاشة. كانت الوصفة A، على الرغم من غناها بالمغذيات، تمتلك «مؤشر متانة الحبيبة» منخفضًا نسبيًا، ما يعني أنها انشطرت بسهولة أكبر عند التعامل أو التدحرج. يمكن أن تتفتت الحبيبات الهشة أثناء النقل أو تذوب بسرعة في الماء، مهدرةً العلف ومسببة تلوثًا للبرك أو الأحواض. لمواجهة ذلك أضاف الباحثون خطوة ثانية: تغليف الحبيبات المجففة بطبقة رقيقة من الكيتوزان، وهي مادة طبيعية مستخلصة من قشور السلطعون ومعروفة بقدرتها على تشكيل أغشية وخصائصها المضادة للميكروبات.

رش لطيف يقوّي ويحمي

طبّق الطلاء في سرير مُسوَّى بالرش العلوي: رفع الهواء للحبيبات بينما يتساقط رذاذ دقيق من محلول الكيتوزان من الأعلى ويجف فورًا تقريبًا. باستخدام أسلوب تحسين إحصائي، ضبط الفريق ثلاثة إعدادات رئيسية—تركيز الكيتوزان، معدل الرش، ودرجة حرارة الهواء—لتقليل زمن التجفيف واستهلاك الكهرباء معًا. أفضل تركيبة استخدمت مستوى متواضعًا من الكيتوزان (حوالي 0.7% بالوزن في المحلول)، ومعدل رش منخفض نسبيًا، وأعلى درجة حرارة هواء تم اختبارها (110 °م). في هذه الظروف استغرق الطلاء قليلاً أكثر من ثماني دقائق واستهلك نحو ثلث كيلوواط‑ساعة لكل كيلوغرام من الحبيبات.

حبيبات أكثر نعومة، تذوّب أبطأ، وعفن أقل

أظهرت صور المجهر أن الكيتوزان شكل غلافًا أملسًا وممتدًا حول الحبيبات، مختومًا العديد من المسام التي ظهرت في العلف غير المطلي. تم ترجمة ذلك إلى فوائد عملية: قفز مؤشر المتانة بحوالي 36 نقطة مئوية، متجاوزًا بسهولة أهداف الجودة الشائعة، بينما انخفضت نسبة المادة التي تذوب في الماء بنحو الثلث. هذا يعني أن العلف يبقى متماسكًا لفترة أطول في البرك، مما يمنح الأسماك مزيدًا من الوقت لتناوله ويقلل فقدان المغذيات في الماء. على الرغم من حدوث بعض الانخفاض في البروتين والألياف المقيسة—من المرجح بسبب تأثير المحلول الطفيف الحموضة والحرارة على بعض البروتينات—ظل الملف الغذائي العام ضمن النطاقات المعروفة لدعم نمو الأسماك الجيد. والأهم من ذلك، أن الحبيبات المطلية كبتت نمو فطر Aspergillus في الاختبارات المعملية، مما يشير إلى أمان وعمر تخزين أفضل.

ما يعنيه هذا لمزارعي الأسماك والساحل

بعبارة بسيطة، توضح هذه الدراسة طريقة لتحويل أكوام النفايات البحرية ذات الرائحة إلى حبيبات علف متينة وطويلة الأمد باستخدام تجفيف فعال وطلاء رقيق طبيعي. يوفر هذا الأسلوب الطاقة، يحسن قوة الحبيبات، يبطئ تفكك العلف في الماء، ويقدّم حماية إضافية ضد فطريات التلف. بينما ستحتاج الوصفة الدقيقة وإعدادات الآلات إلى ضبط دقيق للمصانع على نطاق كامل وأنواع مختلفة من النفايات الساحلية، الرسالة واضحة: بالهندسة الذكية يمكن لما كان يُرمى على الشاطئ أن يتحول إلى مكون قيّم في استزراع مائي أكثر استدامة.

الاستشهاد: Maikaew, J., Srisang, N., Tambunlertchai, S. et al. An innovative chitosan-coated aquatic feed pellets production from coastal waste using top-spray fluidized bed drying. Sci Rep 16, 5166 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35937-0

الكلمات المفتاحية: علف مائي, نفايات ساحلية, طلاء الكيتوزان, تربية الأسماك, زراعة مائية مستدامة