שעועית גואר ושבר הידראולי

תוֹכֶן

• שעועית שהופכת מים לג'ל
• מדוע יש צורך במים בעלי צמיגות גבוהה
• מהם שעועית גואר?
• שימושים מסורתיים של שעועית גואר
• שימושים תעשייתיים אחרים של גואר גאם
• כלכלת גואר גאם

שעועית גואר: משמאל: אשכול שעועית גואר, תמונת רשות הרבים שנוצרה על ידי R. Loganathan. מימין: שעועית גואר, תצלום של טרייסי סלוטה, משרד החקלאות של ארצות הברית, ARS בוטניקה שיטתית ומיקרולוגיה של ארה"ב.

שעועית שהופכת מים לג'ל

אבקה העשויה שעועית מצמח לא ידוע יחסית שגדלה בהודו ובפקיסטן יכולה להפוך מים במהירות לג'ל סמיך מאוד. השעועית משמשת בדרך כלל לעיבוי רטבים ומזון מעובד כמו גלידה וקטשופ. כעת, חברות קידוח הזקוקות למים בעלי צמיגות גבוהה בכדי לחלץ שמן וגז טבעי מתצורות סלע צפופות, רוכשות פולי שעועית גואר מהר ככל שגדלו.

הזרימה בביקוש הכפילה את המחירים ופיתתה חקלאים רבים חדשים לעסקי שעועית הגואר. היסטורית, הודו ופקיסטן ייצרו למעלה מ 80% מההיצע העולמי של שעועית גואר. עם זאת, חקלאים בטקסס, אוקלהומה ומדינות אחרות שותלים כעת שעועית גואר כדי לנצל את המחירים הגבוהים הללו.

מדוע יש צורך במים בעלי צמיגות גבוהה

כמויות אדירות של נפט וגז טבעי נלכדות ביחידות סלע מתחת לפני האדמה הדקות עד כדי כך שנוזלים אינם יכולים לזרום דרכם. כדי לשחרר את הנפט והגז הטבעי, חברות קידוח שואבות נוזלים בבור תחת לחץ גבוה מספיק כדי לשבור את יחידות הסלע התת-קרקעיות. תהליך זה מכונה שבר הידראולי.

הוספת אבקת שעועית גואר (הידועה גם בשם מסטיק גואר) למים אלה מגדילה את צמיגותם ומייעלת את שאיבת הלחץ הגבוה ואת תהליך השבר ליעילה יותר.

יש צורך במים בעלי צמיגות גבוהה מסיבה שנייה. גרגרי חול או גרגירים זעירים אחרים מעורבבים במים המשמשים לתהליך השבר. כאשר מתרחשים שברים, גרגירים אלה, המכונים "תומכים", נשאבים עמוק אל תוך יחידת הסלע על ידי זרימת המים הפתאומית המלווה את פתיחת השברים.

עם כיבוי המשאבות לחץ המים בתוך השברים יורד והשברים נסגרים לפתע. אם הועברו מספיק שקעים לשברים, הם מונעים מהשברים להיסגר לחלוטין. שברים סגורים חלקית אלו הופכים לאחר מכן למעברים המאפשרים לזרום נפט וגז טבעי מהסלע אל תוך הבאר.

מים בעלי צמיגות גבוהה יעילים בהרבה בהשעיית גרגרי חול ונשיאתם אל השברים.

שבר הידראולי: איור זה מציג באר מים בגז טבעי המתפתחת עם שברים הידראוליים. פצלת מרקלוס היא יחידת הסלע הנושאת גז. הבאר נקדחה עד למרצ'לוס ואז פנתה לאופק כדי לחדור אותה למרחק רב. השבר נעשה בתוך מרסלוס בכדי להקל על זרימת הגז מיחידת הסלע אל תוך הבאר.

מהם שעועית גואר?

שעועית גואר, הידועה גם בשם שעועית אשכול (Cyamopsis tetragonoloba) עיבדו בצפון מערב הודו ובפקיסטן במשך כמה מאות שנים לפחות. גואר הוא קטניות שנתית הצומחת היטב במגוון סוגי אדמה ובאקלים צחיח עד חצי.

שימושים מסורתיים של שעועית גואר

העלים והשעועית של צמח הגואר שימשו באופן מסורתי כמזון לבעלי חיים וכירק למאכל אדם. החקלאים מנצלים את יכולות קיבוע החנקן של צמח הגואר על ידי שימוש בו כגידול זבל ירוק.

שעועית גואר קליפה וטוחנת לייצור אבקה לבנה המכונה מסטיק גואר או גוארן. מסטיק גואר מסיס במים ומשמש במתכונים כעיבוי. זה דומה מאוד לעמילן תירס - אך יש לו פי שמונה מ"כוח העיבוי ".

שימושים תעשייתיים אחרים של גואר גאם

מסטיק גואר משמש באפייה כעיבוי בצק. הוא משמש לעיבוי מוצרי חלב כמו חלב, יוגורט, גבינה, גלידה ושרבה. במזון מעובד משמש גומי גואר מעבה ברוטב סלט, רטבים, קטשופ, מרק ומוצרים רבים אחרים. למסטיק גואר יש שימושים רפואיים הכוללים: סיבים מסיסים במים, משלשלים המייצרים בתפזורת ויוצרים תחושת שובע.

כלכלת גואר גאם

באופן מסורתי, רוב אספקת העולמות של שעועית הגואר שימשה כמזון לבעלי חיים ולאנשים עם כמות מועטה שעוברת לתעשיית עיבוד המזון. עם זאת, בשנים האחרונות השימוש במסטיק גואר בשברים הידראוליים החל להתגבר במהירות. עלייה פתאומית זו בביקוש גרמה לעליה במחיר פי עשרה. בשנת 2011 ייצאה הודו לארה"ב ארצות גואר בשווי 915 מיליון דולר, כאשר מרבית המוצר נועד לשימוש בתעשיית הנפט והגז. זה היה הייצוא החקלאי הגדול ביותר בהודו לארצות הברית.

חקלאי הגואר בהודו הגיבו בשטח מוגבר, והמעבד הגדול ביותר בהודו של מסטיק הגואר הפיץ 3,000 טון זרעים חופשיים לחקלאים שרצו לבדוק את היבול. המחירים הגבוהים צפויים לרדת ככל שיותר חקלאים הודים שותלים שעועית גואר; עם זאת, תנודתיות במחירים עדיין אפשרית. גידול גואר בהודו הוא עסק מסוכן מכיוון שהיבול חייב לקבל את הכמות הנכונה של גשם מונסון שמגיע בזמן הנכון במחזור הגידול.

בארצות הברית כימאים מנסים למצוא תחליף למסטיק גואר, וחקלאים בטקסס, אוקלהומה, ובמדינות אחרות שותלים גואר כדי להציע מקור אספקה ​​מקומי.

מחבר: הוברט מ. קינג, Ph.D.