הסתיו כבר כאן: העונה שבה טפטופים ראשונים מבשרים את בואם הקרב של גשמי החורף, העונה שבה קשה להחליט כמה שכבות ללבוש – ועונת מסיק הזיתים. ברחבי ישראל נקטפים בימים אלה הפירות הירוקים מן העצים, ורבים מהם ייהפכו לשמן זית, אותו מרכיב שאף ארוחה במטבח הים-תיכוני לא שלמה בלעדיו.
עם זאת, לתהליך ייצור שמן הזית יש גם תוצרי לוואי: עקר, שהיא הפסולת הנוזלית, וגפת, שהיא פסולת הזיתים המוצקה. מחקר ישראלי שנערך לאחרונה מציע שימוש אפשרי בפסולת המוצקה, ומציג טכניקה שתאפשר את הפיכתה לאתנול – דלק חלופי לרכבים.
200 קילוגרם שמן מכל טון זיתים
בתהליך ייצור שמן הזית נוצרת פסולת רבה: מכל 1000 קילוגרם של זיתים שנסחטים בבית הבד מופקים 200 קילוגרם בלבד של שמן זית. יתר הכמות הופכת לגפת (550 קילוגרם) ולעקר – פסולת מימית. כשישה מיליון טון של גפת נוצרים מדי שנה ברחבי העולם, מתוכם כ-30 אלף טון בישראל.
בעוד שפסולת העקר מפוזרת כיום בחזרה במטעי הזיתים (לאחר שבעבר הוזרמה לנחלים ולביוב), כיום מתבצעים ניסיונות שונים לעשות שימוש בגפת, אך הם רחוקים מלהיות מושלמים. כיוון אחד הוא שימוש בגפת כחומר בערה, אם זה לצורך חימום בתים או במפעלים. הבעיה היא ששריפת הגפת יוצרת עשן רב, שמזהם את האוויר וגורם למפגע ריח קשה. כיוון אחר הוא שימוש בגפת כדשן. "המשרד להגנת הסביבה עוקב אחר פיזור הגפת בשדות כחומר מדשן ומבצע תצפיות לבחינת השפעת הגפת על הגידולים לאורך השנה", אומר אבי רדאעי, ראש אגף סביבה חקלאית במשרד להגנת הסביבה. אולם, הגפת מכילה חומרים שמתפרקים לאט מאוד ותהליך הפיכתה לדשן הוא מסובך ויקר.
לכן, בדרך כלל לא נעשה שום שימוש בגפת, ופעמים רבות היא פשוט מושלכת בשטח החקלאי. "אין כיום פתרון טוב לעניין הגפת", אומר ד"ר יורם גרשמן מהחוג לביולוגיה וסביבה באוניברסיטת חיפה-אורנים, שהוביל את המחקר החדש. "יש צורך בפתרונות מציאותיים שבתי הבד יכולים להתמודד איתם, אי אפשר פשוט לומר להם 'תטפלו'".
פתרון כזה עשוי להיות הפיכת הגפת לאתנול – האלכוהול שמוכר לנו ממשקאות חריפים, שבו ניתן להשתמש בו גם כדלק טבעי. קיימים מנועים שמתודלקים באתנול, אבל גם מנוע בנזין רגיל יכול לפעול כרגיל כשהוא מכיל עד 10 אחוז אתנול. אחד מיתרונות השימוש בביו-אתנול, ובדלקים ביולוגיים באופן כללי, הוא הפחתת התלות בדלקי מאובנים: פחם, נפט וגז טבעי, שמאגריהם הולכים ומידלדלים ללא יכולת התחדשות והשימוש בהם יוצר פליטות נרחבות של גזי חממה (כגון פחמן דו- חמצני) המגבירים את הקצב של שינוי האקלים העולמי. עם זאת, הדעות לגבי היעילות הסביבתית של האתנול חלוקות, והוא לא חף מחסרונות. חסרון אחד כזה הוא הצורך בשימוש באדמות חקלאיות למטרה שאינה גידול למאכל: במדינות שונות מגדלים דגנים וצמחי מאכל נוספים (בעיקר תירס וקנה סוכר) במיוחד עבור הפקת אתנול, תופעה שמחריפה את המחסור העולמי במזון ומעלה את מחירו. בישראל הקטנה, שבה גם ככה יש צורך לייבא את רוב גרעיני הדגנים שנצרכים, לא קיימת כיום תעשיית אתנול. שימוש בגפת, לעומת זאת, יאפשר ייצור אתנול ללא בזבוז שטחים חקלאיים.
יעילות של 100 אחוז
הגפת עשויה משלושה מרכיבים: צלולוז (תאית), המיצלולוז וליגנין, כשהצלולוז הוא הרלוונטי לייצור אתנול. לשם כך, יש לפרק את הצלולוז לסוכרים, להתסיס אותם בעזרת שמרים, ולזקק את האתנול מהתערובת שנוצרת.
נשמע פשוט? בפועל זה לא כל כך. מרכיב הליגנין שבחומר הצמחי, שמדביק את מרכיבי הצמח זה לזה ומעניק לו קשיחות, מהווה מחסום פיזי אל הצלולוז ולא מאפשר את פירוקו לסוכרים. כל חומר צמחי מכיל ליגנין, אבל כמות הליגנין בגפת גדולה במיוחד – גדולה הרבה יותר מהכמות שבעץ ממוצע. קיימים כיום טיפולים מקדימים שמקלים על הגישה אל הצלולוז, אבל הם מסובכים ויקרים, ולפעמים נוצרים בהם תוצרי לוואי רעילים, שפוגעים בתהליך התססת הסוכרים.
במחקר החדש, שנערך בשיתוף עם פרופ' חסן עזאיזה מהמכללה האקדמית תל חי וממרכז מחקר ופיתוח אזורי אגודת הגליל ובהשתתפות הסטודנטית היבה אבו-טאיה מאוניברסיטת חיפה, ומומן על ידי המדענית הראשית במשרד להגנת הסביבה, נבדקו מספר דרכים אפשריות לריכוך הליגנין. החוקרים ניסו לחמם את הגפת במיקרוגל (לא שונה בהרבה ממיקרוגל ביתי) וכן באוטוקלב – מעין סיר לחץ מתוחכם שמשמש לחיטוי ציוד על ידי חום במעבדות ובבתי חולים. החוקרים לא הסתפקו בחימום בלבד, וניסו לשלב בתהליך גם שתי חומצות: חומצה גופרתית – חומצה חזקה שמקובלת בעבודה עם עץ, וחומצה פורמית – חומצה טבעית שמיוצרת בין השאר על ידי נמלים.
בסופו של דבר, החוקרים מצאו שהדרך היעילה ביותר לטפל בליגנין הייתה שילוב של חימום במיקרוגל עם חומצה פורמית. למעשה, בדרך זו ניתן היה להפוך 100 אחוז מהצלולוז לאתנול.
כמו האינדיאנים
החוקרים לא עצרו כאן, וחיפשו שימוש גם לשאריות הגפת שנותרות לאחר הפיכת הצלולוז לאתנול. הם גילו ששאריות אלה מסוגלות לספוח אליהן מתכות כבדות ביעילות. טיהור מים ממתכות כבדות, בין אם הוא מתרחש במתקני טיהור מים או במכשירי טיהור מים ביתיים, מתבצע בדרך כלל באמצעות פחם פעיל, שהוא חומר יקר – בניגוד לגפת, שהיא כאמור חסרת ערך כיום. "כמו שהאינדיאנים היו משתמשים בכל החלקים של הבאפלו, גם אנחנו מנסים להשתמש ברוב אם לא בכל חלקי הגפת", אומר גרשמן.
לדברי גרשמן, אחד היתרונות המרכזיים של השיטה שמוצעת במחקר הוא האפשרות ליישם אותה בקנה מידה קטן ומקומי בשטח בעלויות נמוכות יחסית. "אפשר לבנות מיקרוגל בתוך חצי מכולה, לקחת אותה לבתי הבד בעונה ולאסוף מהם את הגפת, לטפל בגפת במקום ולייצר ממנה אתנול, לקחת את האתנול למקום השימוש, ולהעביר את השאריות לטיהור מים ממתכות כבדות. אני חושב שזה בר ביצוע", הוא אומר.
"מבחינה מקצועית, המחקר השיג את מטרתו העיקרית, שהיא ייעול ייצור האתנול מגפת, ותוצאותיו מעודדות", אומר רדאעי. "המשרד להגנת הסביבה בוחן את שילובה של הפסולת הזו במתקנים קיימים, שפעילים לכל אורך השנה".
"מבחינה מעשית, הדרך עוד ארוכה", אומר רדאעי. המחקר הנוכחי בוצע בתנאי מעבדה, ולפני שניתן יהיה ליישם את ממצאיו בשטח יש צורך לבצע בדיקות נוספות, ובעיקר להבין כיצד התהליך פועל בקנה מידה גדול יותר. לשם כך יש צורך במימון, שאותו החוקרים עמלים להשיג בימים אלה.
רדאעי מדגיש גם שעל אף הממצאים המעודדים מן הגפת, עדיין לא קיים פתרון ראוי לעקר, הפסולת המימית מתהליך ייצור שמן הזית. "מדובר בשפכים בעלי עומס אורגני וכימי גבוה מאוד שיש להם פוטנציאל זיהום גבוה לסביבה". לדבריו, הזרמת השפכים האלו, הן לוואדיות ולנחלים והן למערכות הביוב הקיימות, גורמת לזיהום עקיף על ידי סתימת קווי הולכה, קריסת תחנות שאיבה והשבתה חלקית של מכון טיהור השפכים אליו הם מגיעים. "לכן, פרסמנו יחד עם רשות המים קול קורא על מנת לסייע בפיזור המבוקר של העקר", הוא אומר.
"כרגע גפת היא לא יותר מאשפה שאין מה לעשות איתה", מסכם גרשמן. "אנחנו הופכים אותה לבעלת ערך: מזבל למוצר".
