استخراج هیومیک اسید

فرآیند استخراج

فرآیند استخراج تجاری هیومیک اسید شامل چندین مرحله از جمله جمع آوری مواد خام، استخراج، خالص سازی و خشک کردن است. فرآیند استخراج شامل استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مختلف است و می توان آن را در مقیاس بزرگ برای تأمین نیازهای کشاورزی تجاری انجام داد.

اولین مرحله در استخراج تجاری هیومیک اسید، جمع آوری مواد خام است. مواد خام برای استخراج هیومیک اسید معمولاً از پیت، لیگنیت یا سایر مواد آلی که تجزیه شده اند به دست می آیند. مواد اولیه ابتدا خرد شده و به پودر ریز تبدیل می شوند تا سطح آنها افزایش یابد و فرآیند استخراج تسهیل شود.

مرحله بعدی فرآیند استخراج است که شامل استفاده از محلول های قلیایی مانند هیدروکسید سدیم یا هیدروکسید پتاسیم است. محلول قلیایی در مخازن بزرگ به مواد خام اضافه می شود و برای اطمینان از اختلاط کامل هم زده می شود. سپس محلول به مدت چند ساعت در دمای حدود 80 تا 90 درجه سانتی گراد گرم می شود تا استخراج هیومیک اسید از مواد خام تسهیل شود.

پس از فرآیند استخراج، محلول به دست آمده با استفاده از سانتریفیوژ یا فیلتر پرس از بقایای جامد جدا می شود. سپس باقیمانده های جامد با آب شسته می شوند تا هیومیک اسید باقیمانده برداشته شود. سپس محلول به دست آمده تحت چندین مرحله تصفیه قرار می گیرد تا هرگونه ناخالصی مانند فلزات سنگین، آفت کش ها و سایر مولکول های آلی حذف شود.

فرآیند تصفیه

فرآیند تصفیه شامل استفاده از تکنیک هایی مانند اولترافیلتراسیون، اسمز معکوس یا الکترودیالیز است. این تکنیک‌ها به حذف یون‌ها و مولکول‌های ناخواسته از محلول کمک می‌کنند و شکل خالصی از هیومیک اسید را برجای می‌گذارند.

پس از خالص شدن، محلول هیومیک اسید خشک می شود تا به صورت پودر درآید. فرآیند خشک کردن را می توان با استفاده از روش های مختلفی از جمله خشک کردن پاششی (اسپری) ، خشک کردن انجمادی  یا خشک کردن با هوا  انجام داد. در خشک کردن پاششی، محلول در یک محفظه داغ اسپری می شود، جایی که آب تبخیر می شود و پودر خشکی باقی می ماند. در خشک کردن انجمادی، محلول منجمد شده و سپس در خلاء خشک می شود، در حالی که در خشک کردن با هوا، محلول را روی یک سطح صاف پخش می کنند و اجازه می دهند به طور طبیعی خشک شود.

خشک کردن پاششی (spray drying)

حلالیت نمک های هیومات تحت تأثیر عوامل مختلفی ازجمله pH محلول، نوع و غلظت کاتیون های موجود و درجه پلیمریزاسیون هیومیک اسید می باشد. نمک های هیومات بیشتر در محلول های قلیایی و کمتر در محلول های اسیدی حل می شوند. در pH حدود 8-7، نمک های هیومات بسیار محلول هستند، در حالی که در pH کمتر از 5، حلالیت آنها به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

حلالیت نمک های هیومات نیز تحت تأثیر نوع و غلظت کاتیون های موجود در محلول است. به طور کلی نمک های هیومات در محلول های حاوی کاتیون های تک ظرفیتی مانند پتاسیم و سدیم بیشتر از محلول های حاوی کاتیون های دو ظرفیتی مانند کلسیم و منیزیم حل می شوند. این به این دلیل است که کاتیون های تک ظرفیتی پیوندهای ضعیف تری با مولکول های هیومات ایجاد می کنند و در نتیجه حلالیت آن افزایش می یابد.

درجه پلیمریزاسیون هیومیک اسید

درجه پلیمریزاسیون هیومیک اسید نیز بر حلالیت نمک های هیومات تأثیر می گذارد. مولکول های هیومیک اسید از واحدهای کوچکتری به نام مونومرهای هیومیک تشکیل شده اند که می توانند به مولکول های بزرگتر پلیمریزه  شوند. با افزایش درجه پلیمریزاسیون، حلالیت نمک های هیومات کاهش می یابد.

به طور خلاصه، حلالیت نمک های هیومات (پتاسیم، سدیم هیومات و..) تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند pH، نوع و غلظت کاتیون و درجه پلیمریزاسیون قرار دارد. درک این عوامل در تعیین موثرترین روش استفاده از نمک های هیومات در کشاورزی و باغداری مهم است.