Innehåll
- En böna som förvandlar vatten till gel
- Varför vatten med hög viskositet behövs
- Vad är guarbönor?
- Traditionella användningar av guarbönor
- Andra industriella användningar av guargummi
- Guar Gum Economics
Guar bönor: Vänster: guar bean cluster, public domain image skapad av R. Loganathan. Höger: guarbönor, fotografi av Tracey Slotta, Förenta staternas jordbruksdepartement, ARS Systematic Botany and Mycology Laboratory.
En böna som förvandlar vatten till gel
Pulver tillverkat av bönan från en relativt okänd växt som odlas i Indien och Pakistan kan snabbt förvandla vatten till en mycket tjock gel. Bönorna används vanligtvis för att tjocka såser och bearbetade livsmedel som glass och ketchup. Nu köper borrföretag som behöver vatten med hög viskositet för att utvinna olja och naturgas från trånga bergformationer upp guarbönor så snabbt som de odlas.
Ökningen i efterfrågan har multiplicerat priserna och lockat många nya jordbrukare till garnbönsaffären. Historiskt sett har Indien och Pakistan producerat över 80% av det globala utbudet av guarbönor. Men jordbrukare i Texas, Oklahoma och andra stater planterar nu guarbönor för att dra fördel av dessa höga priser.
Varför vatten med hög viskositet behövs
Enorma mängder olja och naturgas fångas i bergenheter som är så tätt att ytor inte kan rinna genom dem. För att frigöra olja och naturgas pumpar borrföretag vätskor ner i en brunn under tryck som är tillräckligt höga för att sprida berggrundenheterna under jord. Denna process kallas hydraulisk sprickbildning.
Tillsats av guarbeanpulver (även känt som guargummi) till detta vatten ökar dess viskositet och effektiviserar högtryckspumpning och sprickprocessen.
Vatten med hög viskositet behövs av en andra anledning. Sandkorn eller andra små granuler blandas med vattnet som används för sprickprocessen. När sprickor inträffar transporteras dessa granuler, kända som "proppanter", djupt in i bergenheten av den plötsliga rusningen av vatten som åtföljer öppningen av sprickor.
När pumparna stängs av, sjunker vattentrycket i sprickorna och sprickorna stängs plötsligt. Om tillräckligt med proppanter har förts in i sprickorna, förhindrar de att sprickorna stängs helt. Dessa delvis stängda sprickor blir sedan passager som gör att olja och naturgas kan rinna ut ur berget och in i brunnen.
Vatten med hög viskositet är mycket effektivare vid upphängning av sandkorn och för dem in i sprickorna.
Hydraulisk spräckning: Denna illustration visar en naturgasbrunn som utvecklas med hydraulisk sprickbildning. Marcellus Shale är den gasbärande stenenheten. Brunnen har borrats ner till Marcellus och sedan vridit horisontellt för att tränga in den under en lång sträcka. Frakturen utförs inom Marcellus för att underlätta flödet av gas ut ur bergsenheten och in i brunnen.
Vad är guarbönor?
Guar bönor, även känd som klusterbönor (Cyamopsis tetragonoloba) har odlats i nordvästra Indien och Pakistan i minst flera århundraden. Guar är en årlig baljväxter som växer bra i olika jordtyper och i torra till semiarida klimat.
Traditionella användningar av guarbönor
Guarväxtens blad och bönor har traditionellt använts som djurfoder och som grönsak för livsmedel. Jordbrukare drar nytta av kvävefästningsförmågan hos guarplanten genom att använda den som en gröngödselskörd.
Guar bönor avskalas och mals för att producera ett vitt pulver som kallas guargummi eller guaran. Guargummi är vattenlösligt och används i recept som förtjockningsmedel. Den liknar mycket majsstärkelse - men har ungefär åtta gånger "förtjockningskraften."
Andra industriella användningar av guargummi
Guargummi används vid bakning som degförtjockningsmedel. Det används för att tjockna mejeriprodukter som mjölk, yoghurt, ost, glass och sherbet. I bearbetade livsmedel används guargummi som förtjockningsmedel i salladsdressing, såser, ketchup, soppa och många andra produkter. Guargummi har medicinska användningar som inkluderar: vattenlöslig fiber, bulkbildande laxermedel och skapar en mättnadskänsla.
Guar Gum Economics
Traditionellt användes de flesta av världens leveranser av guarbönor som mat för djur och människor med en liten mängd som går till livsmedelsindustrin. Under de senaste åren började dock användningen av guargummi vid hydraulisk sprickbildning öka snabbt. Den plötsliga ökningen i efterfrågan orsakade en tiofaldig prisökning. 2011 exporterade Indien guar till ett värde av 915 miljoner dollar till USA, med det mesta av produkten avsedd för olje- och gasindustrin. Det var Indias största jordbruksexport till USA.
Guarbönder i Indien svarade med ökad areal, och Indias största bearbetare av guargummi fördelade 3 000 ton gratis frön till jordbrukare som ville testa grödan. De höga priserna förväntas sjunka när fler indiska bönder planterar guarbönor; prisvolatilitet är dock fortfarande möjligt. Att odla guar i Indien är ett riskabelt företag eftersom grödan måste få den rätta mängden monsunregn som anländer till rätt tid i odlingscykeln.
I USA försöker kemister att hitta ett substitut för guargummi, och jordbrukare i Texas, Oklahoma och andra stater planterar guar för att erbjuda en inhemsk leveranskälla.
Författare: Hobart M. King, Ph.D.