Investigation of the Effects of Laser-Based Combustion on Sorghum Bran

Abstract

The aim of this work is to develop a new procedure for production of silica powder from sorghum bran ash via laser-based combustion. The raw material of sorghum bran was obtained from a sorghum mill in Khartoum, Sudan. Nd: YAG laser with output power 60 Watts was used to combust 5 grams of sorghum bran for different combustion times, combustion was non-flaming. The weight of silica in the ash was determined by chemical treatment. In the silica producing process using Nd: YAG laser; silica content percentage can be raised through increasing the time of laser combustion. The mineral contents of the produced ash were characterized by X-ray fluorescence (XRF) analysis. The micro/nanostructures of the produced ash were investigated by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscope (SEM). XRF results showed the presence of the following elements: Fe, Cr, Ni, Zn, Pb and Mn elements. XRD results showed the presence of a crystalline hexagonal phase of silica and amorphous silica. FTIR showed several absorbance peaks assigned to silica. SEM results showed the micro/nanostructures of silica. The synthetic procedure is environment-friendly, straightforward and inexpensive.
 الهدف من هذا العمل هو تطوير إجراء جديد لإنتاج مسحوق السيليكا من رماد نخالة الذرة الرفيعة عن طريق الحرق بالليزر. تم الحصول على المواد الخام من نخالة الذرة الرفيعة من مطحنة الذرة الرفيعة في الخرطوم ، السودان. تم استخدام ليزر Nd: YAG بقوة 60 وات لاحتراق 5 غرامات من نخالة الذرة الرفيعة في ازمنه الاحتراق المختلفة. تم تحديد وزن السيليكا في الرماد بالمعالجة الكيميائية. في عملية إنتاج السيليكا باستخدام ليزر Nd: YAG ؛ يمكن زيادة نسبة محتوى السيليكا من خلال زيادة وقت الاحتراق بالليزر. اتسمت المحتويات المعدنية للرماد المنتج بتحليل الأشعة السينية (XRF). تم فحص التركيبات الدقيقة / النانوية للرماد الناتج بواسطة حيود الأشعة السينية (XRD) ، التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (FTIR) ، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM). أظهرت نتائج XRF وجود العناصر التالية: عناصر Fe و Cr و Ni و Zn و Pb و Mn. أظهرت نتائج XRD وجود مرحلة سداسية بلورية من السيليكا والسيليكا غير المتبلورة. أظهر FTIR العديد من قمم الامتصاص المخصصة للسليكا. أظهرت نتائج SEM التركيبات الدقيقة / النانوية للسليكا. وهذه الطريقة الجديده صديقة للبيئة ومباشرة وغير مكلفه