الخلاصة
في هذا البحث، الذي أجراه جريج ريابتسيف، تم فحص تأثير قوالب فحم قشرة جوز الهند على طعم الشيشة ورائحتها وتجربة التدخين بشكل عام. تم إجراء البحث من خلال تذوق وتدخين 387 شيشة في منشأة مصنع شركة PT Coco Total Karbon Indonesia في ماجيلانج، جاوة الوسطى، إندونيسيا.
خلال البحث، تم اختبار 32 عينة من فحم الشيشة وتحليلها في مختبر كارسورين. تم تنظيم نتائج البحث حسب المخطط التالي: الأسباب – العواقب، والتأثير على الصحة، وتجربة التدخين – طريقة التخلص من النتائج السلبية.
أظهرت النتائج أن المواد المضافة مثل هيبوكلوريت الصوديوم أحدثت إحساسًا بحفر الحلق في 72% من جلسات الاختبار المطبقة، وأي استخدام لمواد رابطة أو مواد كيميائية غير معالجة أدى إلى مذاق أو رائحة كريهة ملحوظة.
ويخلص البحث إلى أن استخدام المواد الكيميائية المضافة في إنتاج فحم جوز الهند له تأثير سلبي كبير على التجربة الحسية، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى معايير الجودة على مستوى الصناعة.
مقدمة
الشيشة أو تسمى أيضًا تدخين الشيشة، وهي نشاط شائع جاء في الأصل من الهند، ثم انتشر على نطاق واسع بين دول الشرق الأوسط. تتضمن عملية التدخين تسخين التبغ بواسطة الهواء الساخن الذي يتم تسخينه بدوره بواسطة الفحم.
يقوم المدخن باستنشاق الهواء عبر الأنابيب التي تمر بالفحم الذي يقوم بتسخين الهواء، ثم يمر الهواء الساخن بالوعاء مع التبغ (يسمى أيضًا الدبس) وعبر الأنابيب إلى زجاجة بها ماء، حيث يتم تبريده ثم إلى رئتي المدخن.
الجزء الحاسم هو الفحم الذي يجعل الشيشة تعمل بشكل أساسي.
هناك أنواع مختلفة من الفحم المستخدم لتسخين التبغ. وأكثرها شيوعاً هو قوالب الفحم المصنوعة من قشرة جوز الهند. ولكن تُستخدم أيضاً قطع الخشب أو الفحم النباتي أو الفحم الكيميائي السريع الإضاءة أو فحم الخيزران أو فحم الليمون أو حتى السخانات الكهربائية.
الجدول 1: معلومات وأساليب البحث
| المعلمة | المواصفات / المتغير المتحكم فيه |
|---|---|
| موقع الاختبار | منشأة مصنع شركة كوكو توتال كاربون إندونيسيا PT Coco Total Karbon Indonesia، ماجيلانج |
| إجمالي جلسات الشيشة | 387 |
| عينات الفحم التي تم اختبارها | 32 |
| تبغ الشيشة (دبس السكر) | الفاكر، بنكهة التفاح المزدوج |
| وعاء الشيشة | UPG، نموذج البركان |
| سائل في القاعدة | الماء (نفس الحجم لكل جلسة) |
| اللوحة الحسية | 5 أفراد يتمتعون بخبرة تزيد عن 40 عاماً من الخبرة |
| طريقة جمع البيانات | استبيان موحد (مقياس 1-10)، وصور، ومقاطع فيديو، وتقارير مكتوبة |
| القياسات المنتظمة | – درجة الحرارة داخل الوعاء وخارجه (كل 10-11 دقيقة) <br> – وزن قوالب الفحم (كل 20 دقيقة) |
ومع ذلك، يمكن أن تختلف جودة هذه القوالب بشكل كبير. يقوم العديد من المصنعين، في محاولة لخفض التكاليف أو تحقيق خصائص جمالية محددة مثل الرماد الأبيض، بإدخال إضافات كيميائية أثناء الإنتاج. لم يتم توثيق تأثير هذه الإضافات المحددة على مذاق ورائحة تجربة التدخين النهائية بدقة.
تهدف هذه الدراسة إلى: 1) تحديد المواد المضافة الشائعة المستخدمة في إنتاج فحم جوز الهند. 2) إجراء تقييم منهجي للتأثير الحسي (الطعم والرائحة) لهذه المواد المضافة خلال جلسة شيشة محكومة. 3) اقتراح طرق مراقبة الجودة لمنع النتائج الحسية السلبية.
مراجعة الأدبيات
هناك كم هائل من الأوراق البحثية حول فحم قشرة جوز الهند المتعلق بالكربون المنشط أو التصنيع الكيميائي، ولكن لا يوجد أي بحث تقريبًا يتعلق بفحم الشيشة.
التركيب الكيميائي لفحم قشرة جوز الهند
الجدول 2 التركيب الكيميائي لفحم قشرة جوز الهند
| التركيب | النسبة المئوية للوزن |
|---|---|
| اللجنين | 29.4 |
| البنتوسان | 27.7 |
| السليلوز | 26.6 |
| رُطُوبَة | 8 |
| المستخلصات المذيبة | 4.2 |
| أنهيدريدات اليورونيك | 3.5 |
| رماد | 0.6 |
لماذا يُعتبر فحم قشرة جوز الهند الخيار الأكثر شيوعاً
قوالب فحم قشرة جوز الهند هي الخيار الأكثر شعبية لتدخين الشيشة بسبب خصائص قشرة جوز الهند. تحافظ قشرة فحم جوز الهند على درجة حرارة عالية تصل إلى 650 درجة مئوية، ولا تنبعث منها أي رائحة أو تغير طعم التبغ.
الجدول 3 جدول مقارنة بين قشرة جوز الهند والخيزران والخشب وأنواع الفحم الأخرى
| نوع الفحم | الرائحة/الرائحة أثناء الحرق | التأثير على مذاق التبغ | محتوى الرماد |
|---|---|---|---|
| فحم قشرة جوز الهند | لا تنبعث منه أي رائحة | خالية من تغيير الطعم الأصلي | منخفضة جدًا (1.6-2.5%) |
| فحم الخشب | تنبعث منها رائحة | يغير طعم التبغ الأصلي | عالية |
| فحم الخيزران | تنبعث منها رائحة | يغير طعم التبغ الأصلي | غير محدد |
| أخرى (مكسرات، إلخ) | لا تنبعث منه أي رائحة | خالية من تغيير الطعم الأصلي | أعلى من فحم جوز الهند |
بالمقارنة بفحم الخشب أو فحم الخيزران، ل، الذي، أثناء الاحتراق، يُصدر رائحة ويغير طعم التبغ الأصلي، فإن فحم قشرة جوز الهند خالٍ من الرائحة أو الروائح. كما أنه يُنتج رمادًا منخفضًا جدًا أثناء وقت الاحتراق (1.6-2.5%) مقارنةً بفحم الجوز أو اللوز أو المكسرات الأخرى، وخاصةً فحم الخشب.
- ابحث عن مصادر عن التركيب الكيميائي لقشور جوز الهند.
- اذكر الدراسات أو براءات الاختراع المتعلقة بالتابيوكا كعامل ربط.
- أدرج صحائف بيانات السلامة أو أوراق التحليل الكيميائي لهيبوكلوريت الصوديوم وسيليكات الصوديوم ونواتج احتراقهما الثانوية. سيعزز ذلك قسم ”العواقب“ الخاص بك
كيفية استخدام فحم الشيشة
تتمثل المهمة الأساسية لفحم الشيشة في تسخين التبغ حتى يبدأ في إعطاء طعم ورائحة أثناء التدخين. فمن ناحية، يجب أن تكون درجة حرارة فحم الشيشة كافية أثناء جلسة التدخين (عادةً ما تكون من 30 دقيقة إلى ساعة ونصف) ويجب ألا يتغير طعمه أو تنبعث منه أي رائحة أثناء التدخين.
ومن ناحية أخرى، ففحم الشيشة الذي يعتمد على جوز الهند قليل الرماد.
عملية إنتاج فحم الشيشة
يبدأ تصنيع قوالب فحم قشور جوز الهند للشيشة من تنظيف وتحضير المادة الخام، أي قشور جوز الهند. تنظيف قشور جوز الهند من الأوساخ والشعر والشوائب. ثم تقطيعها إلى قطع صغيرة وحرقها دون وصول الأكسجين إليها. وتسمى عملية الحرق هذه بالكربنة.
أثناء الكربنة، تتحول قشور جوز الهند إلى فحم جوز الهند بنسبة 75-85% من قيمة الكربون فيها.
بعد الكربنة، يتم سحق قشور جوز الهند إلى جزيئات شبكية صغيرة. بعد ذلك، يتم خلط الجسيمات الصغيرة بالماء والتابيوكا وضغطها وتقطيعها إلى أشكال (مكعبات، سداسية، أعواد، قبة، وأشكال أخرى). يتم تجفيف المنتج في الفرن ثم تعبئته ليصبح جاهزًا للاستخدام من قبل المستخدم النهائي.
المواد الكيميائية الداخلة في عملية إنتاج فحم الشيشة
في البداية، لا تنبعث من قشور جوز الهند أي رائحة أو تغير طعم التبغ، ولكن أثناء عملية التصنيع، تقوم بعض المصانع بإضافة مواد كيميائية مثل المبيضات أو المواد اللاصقة التي تجعل المنتج النهائي (فحم الشيشة) له رائحة أو تغير طعم الشيشة.
الأساليب
وتكمن مشكلة التحليل في أن طعم التبغ ورائحته يختلفان بشكل طبيعي، ولا توجد طريقة تدرج معيارية أو طريقة معملية لتحليل التغير في الرائحة والطعم أثناء عملية التدخين. ولهذا السبب تم استخدام الطرق الحسية في الغالب أثناء عملية الاختبار.
قام فريق الخبراء لدينا، مع حرارة الفريق جريج ريابتسيف كخبير الفحم، بتدخين 387 مجموعة من الشيشة بنفس التبغ (تفاح مزدوج، من ألفكر) بنفس حجم الماء ونفس الوعاء (UPG، البركان). تم تسجيل كل جلسة تدخين بالفيديو والصور وتقرير عن التدخين. تم قياس درجة الحرارة داخل الوعاء وخارج الوعاء كل 10-11 دقيقة.
يتم قياس وزن قوالب الفحم كل 20 دقيقة. كان التدخين مكثفاً، مع استنشاق كل دقيقة إلى دقيقتين. تألفت اللجنة الحسية من خمسة أفراد، بما في ذلك الباحث الرئيسي (جريج ريابتسيف)، مع خبرة تزيد عن 40 عاماً في تدخين الشيشة.
على الرغم من أنهم ليسوا فريقاً مدرباً بشكل رسمي، إلا أن خبرتهم الواسعة تسمح باكتشاف الملاحظات غير الدقيقة. بالنسبة لكل جلسة، أكمل أعضاء اللجنة استبياناً موحداً لتقييم السمات التالية على مقياس من 1 إلى 10: صفاء النكهة، والقسوة، والحلاوة، ووجود مذاق كيميائي. كما قدموا أيضًا ملاحظات نوعية مفتوحة حول الرائحة والمذاق
النتائج
كما أظهرت النتائج أن الإفراط في استخدام التابيوكا أو أي مواد كيميائية ذات نسبة كبيرة مع ألفا >82% يظهر تغيراً في الطعم أو الرائحة أثناء التدخين.
الجدول 4: نتائج إضافة المواد الكيميائية إلى فحم الشيشة
| المبيضات (مثل هيبوكلوريت الصوديوم) | لجعل الرماد الناتج يبدو أكثر بياضاً. | – شديد السمية إذا تم استنشاقه. <br> – يؤدي الاحتراق إلى انبعاث غاز الكلور الذي يمكن أن يؤدي إلى تراكم السوائل في الرئتين وضيق شديد في التنفس. | تجنبي استخدام مواد التبييض الكيميائية بالكامل. |
| زجاج الماء (سيليكات الصوديوم) | يُستخدم كغلاف/غراء. | – يمكن أن يتسبب استنشاق السيليكا المسحوق الناعم (أحد مكونات السيليكا) في حدوث مشاكل في الجهاز التنفسي مثل السيليك والتهاب الشعب الهوائية وسرطان الرئة، على الرغم من أن هذا يرتبط بشكل أساسي بالتعرض المهني. | تقليل أو تجنب استخدام هذه المادة الكيميائية تمامًا أثناء عملية التصنيع. |
يؤدي الإفراط في استخدام التابيوكا أو استخدام التابيوكا غير المعالجة جيدًا إلى ظهور رائحة قمح فاسد أثناء تسخين الفحم (عادةً بعد أول دقيقة من التسخين) وطعم غير مستحب أثناء جلسة التدخين. يؤدي استخدام المبيضات مثل هيبوكلوريت الصوديوم (NaClO) إلى الشعور بالحرقان في الحلق في 72% من جلسات التدخين. في حين أن استخدام سيليكات الصوديوم (Na₂O(SiO₂)) يسبب رائحة كريهة غير مستحبة، وغير مميزة أثناء تسخين الفحم والتدخين.
التحليلات والمناقشات
وتجدر الإشارة إلى أن هذه الدراسة لم تُجرَ في ظروف مزدوجة التعمية. كان الباحث الرئيسي على علم بالعينات التي يتم اختبارها. وعلاوة على ذلك، فإن البيانات الحسية ذاتية وتعتمد على خبرة اللجنة.
كانت المشكلة الرئيسية في التحليل هي أن طرق الاختبار ذاتية وتعتمد بشكل كبير على الشخص الذي يدخن. في الواقع، إذا كانت خبرة تدخين الشيشة أكثر من 10 سنوات (على سبيل المثال، مثل جريج ريابتسيف) يمكن للشخص أن يشعر بمزيد من التغييرات بوضوح. أما إذا كان الشخص قد بدأ التدخين للتو فنادرًا ما يشعر بأي تغيرات في مذاق التبغ (أقل من 30%).
الجدول 5 تأثير المواد الكيميائية على فحم الشيشة
| مضافة/مشكلة | نتائج محددة | النتيجة الكمية |
|---|---|---|
| التابيوكا غير المعالجة/المفرطة في التابيوكا | أنتجت رائحة مميزة للقمح الفاسد أثناء التسخين وطعم غير مستحب أثناء التدخين. | لوحظ تغير في الطعم/الرائحة مع دلالة ”ألفا > 82%“. |
| المبيضات (مثل هيبوكلوريت الصوديوم) | تسبب ”الشعور بالحفر في الحلق“ أثناء جلسة التدخين. | لوحظت في 72% من جلسات التدخين المطبقة. |
| المواد الرابطة/المواد اللاصقة (مثل سيليكات الصوديوم) | أنتجت رائحة كريهة وغير مميزة خلال مرحلتي الإحماء والتدخين. | تسبب في “الشعور بـ”الحلق أثناء جلسة التدخين”. |
والمشكلة الثانية هي أنه لا يتم أخذ العينات من شركة PT Coco Total Karbon Indonesia (charcoal.pro) فحسب، بل من مصانع أخرى في جميع أنحاء إندونيسيا. والسبب في ذلك هو أن مصنع charcoal.pro يصنع فحم الشيشة المعدل غير الكيميائي. لذلك يتعين على فريق البحث العثور على عينات من المصانع الأخرى التي تستخدم المواد الكيميائية. وفي معظم الحالات (56%)، فإن حجم المواد الكيميائية المستخدمة في القوالب غير معروف أو معروف فقط تقريبًا.
وكما أظهرت النتائج والتحليلات، فإن أي استخدام للمواد الكيميائية أو التابيوكا غير المعالجة سيغير طعم التبغ أثناء التدخين. وينبغي أن تشمل المناقشة الإضافية تطوير معايير صناعة تصنيع فحم الشيشة، والتي تحد أو تحظر استخدام المواد الكيميائية أثناء عملية التصنيع.
التأثير على الرائحة والطعم
الأسباب
- يُعتبر زجاج الماء، وهو مركب من أكسيد الصوديوم وثاني أكسيد السيليكون، آمنًا بشكل عام للاستخدامات المقصودة منه، على الرغم من وجود بعض الآثار الصحية المحتملة، خاصةً عند الاستنشاق أو الابتلاع.
- مبيضات تستخدم لصنع الرماد الأبيض
العواقب
- الاستنشاق: يمكن أن يتسبب استنشاق السيليكا المسحوقة بدقة (أحد مكونات زجاج الماء) في حدوث مشاكل في الجهاز التنفسي، بما في ذلك السحار السيليكي (مرض رئوي متدرج) والتهاب الشعب الهوائية وحتى سرطان الرئة. ومع ذلك، ترتبط هذه التأثيرات في المقام الأول بالتعرض المهني للسيليكا البلورية القابلة للتنفس، وليس التعرض العرضي للسيليكا غير المتبلورة أو زجاج الماء.
- تعتبر المبيضات سامة للغاية إذا تم استنشاقها، كما أنها تنبعث منها كميات من غاز الكلور أثناء احتراقها والتي يمكن أن تؤدي إلى تراكم السوائل في الرئتين وضيق شديد في التنفس قد يؤدي إلى الوفاة إذا لم يتم علاجها
طرق الوقاية
- قلل أو لا تستخدم هذه المادة الكيميائية أثناء عملية التصنيع
- تجنب استخدام المواد الكيميائية المبيضة
استنتاج
يوضح هذا البحث بشكل تجريبي أنه في حين أن فحم قشرة جوز الهند النقي يوفر مصدرًا حراريًا محايدًا ومستقرًا مثاليًا لتدخين الشيشة، فإن الممارسة الشائعة لاستخدام الإضافات الكيميائية مثل المبيضات والمواد المجلدة تقدم مذاقات وروائح سلبية كبيرة، إلى جانب المخاطر الصحية المحتملة. ولذلك، فإن وضع معيار تصنيع ”خالٍ من المواد الكيميائية“ والالتزام به أمر ضروري لجودة المنتج ورضا المستهلكين وسلامتهم في صناعة الشيشة.
يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على استخدام قياس الطيف الكتلي لتحليل المركبات المتطايرة المحددة التي يطلقها الفحم المعدل كيميائيًا أثناء الاحتراق وربطها بنتائج حسية محددة.
شكر وتقدير
يود الفريق البحثي أن يعرب عن امتنانه لمصنع PT Coco Total Karbon Indonesia باعتباره المكان الذي أجريت فيه هذه الاختبارات والتحاليل.
المراجع
R.K. أحمد، S.A. سليمان، S.B. يوسف، S.S. Dol، H.A.Umar، M. Inayat، تأثير ظروف عملية الانحلال الحراري على جودة فحم قشور جوز الهند، منصة : مجلة الهندسة، 4، 1، 2020، 2020، 73-81.
M.J. Rampe، I.R.S. Santoso، H.L. Rampe، V.A. Tiwow، A. Apita، أنماط أطياف الأشعة تحت الحمراء لفحم قشرة جوز الهند نتيجة الانحلال الحراري والتنشيط الحمضي من سولاويزي، إندونيسيا، E3S Web of Conf., 328, 2021, 08008.
M.J. Rampe, V.A. Tiwow, Fabrication and Characterization of Activated carbon from charcoal shell Minahasa, Indonesia, IOP Conf. Ser: J. of Physics. Conf. Ser., 1028, 2018, 012033, 2018
E. Glogic, A.K. Kamali, N.M. Keppetipola, B. Alonge, G.R.A. Kumara, G.K. Kumara, G. Sonnemann, T. Toupance, L. Cojocaru, تقييم دورة حياة أقطاب المكثفات الفائقة القائمة على الكربون المنشط من قشور جوز الهند, ACS Sustainable Chem. Eng., 10, 46, 2022, 15025-15034.
M. Rejdak, M. Wojtaszek-Kalaitzidi, G. Gałko, B. Mertas, T. Radko, R. Radko, R. Baron, M. Ksiazek, S.Y. Larsen, M. Sajdak, S. Kalaitzidis, دراسة عن إنتاج الكوك الحيوي – تأثير إضافة المكونات الحيوية على خصائص مزيج صنع فحم الكوك, Energies, 15, 2022, 6847
J. Kawalerczyk, D. D. Dukarska, P. Antov, K. StuperSzablewska, D. Dziurka, R. Mirski, الكربون المنشط من قشور جوز الهند كمعدل لراتنج اليوريا فورمالدهايد في إنتاج الحبيبات, Appl. Sci., 14, 2024, 5627
N. Herlina, S.A. Rahayu, Y.A. Sari, H. Monica, Utilization of durian peel waste and young coconut waste into biobriquettes as a renewable energy source, IOP Conf. Ser: Earth Environ. Sci., 1352, 2023, 012014.
L. Zhang، S. Zuo، أهمية المواد الخام اللجنوسليلوزية على بنية مسام الكربون المنشط المحضر بواسطة التنشيط بالبخار، الجزيئات، 29، 13، 2024، 3197.
Z.U. Nisa, L.K. Chuan, B.H. Guan, F. Ahmad, S. Ayub, A comparative study on the crystalline and surface properties of mesoporous mesoporous mesoporous coconut chars, Sustainability, 15, 2023, 6464.
- تأثير فحم الشيشة بجوز الهند على طعم ورائحة تدخين الشيشة المولاس - يونيو 18, 2025
- مُصنِّع فحم حجري فحم جوز الهند - أبريل 16, 2025
- مصنع فحم حجري فحم جوز الهند – الشركة المصنعة والمورد الموثوق به لأفضل فحم الشيشة - مارس 13, 2025
