Hielscher Ultrasonics
Ще се радваме да обсъдим вашия процес.
Обадете ни се: +49 3328 437-420
Изпратете ни поща: info@hielscher.com

Ултразвукова обработка на конопени влакна

  • Ултразвуковото ретиране на влакнести материали като конопени и ленени влакна позволява бърза и ефективна модификация на влакната.
  • Ултразвуково обработените лъкови влакна са фибрилирани и показват значително по-висока специфична повърхност, повишена якост на опън и гъвкавост.
  • Ултразвуковата обработка на влакна е бърза и лесна за използване технология за обработка за промишлено производство.

Ултразвуково ретинг

Ултразвуковото реттинг е бърза, ефективна и зелена алтернатива на традиционното мокро или росно откъсване. Акустичната кавитация, генерирана от високоинтензивен нискочестотен ултразвук, разгражда клетъчните структури на биоматериали като недървесни, растителни влакна, които включват ликови влакна като лен, коноп, коприва, пшенична слама, оризова слама, юта, както и влакна, получени от листа (напр. сизал, коноп манила, абака) и влакна, получени от плодове, като кокосови влакна от кокосови черупки.
Ултразвуковото разплитане трансформира микрофибрите (приблизително 3-5 μm) в нановлакна (≥100nm). Освен това, ултразвуковата обработка предизвиква разграждане на чист ксилоглюкан и ксилан в разтвор, демонстрирайки способността на ултразвука да разгражда хемицелулозата.
Въпреки че ултразвуковото ретиране се използва главно във воден разтвор, възможно е – в зависимост от суровината и целевия резултат – за комбиниране на ултразвуковия процес с алкална обработка. Решения на NaOH, H2O2 и H2ТАКА4 може да се използва за алкализиране за получаване на целулозни нановлакна за кратко време на обработка. Чрез ултразвукова обработка може лесно да се постигне фибрилация на целулозни микрофибри. Ултразвуково произведените влакна показват специфична морфология, при която нановлакната (≥ 100 nm) са разпределени по цялата повърхност на микровлакната (3-5 μm).

Ултразвукова обработка на влакна от коноп, лен и кокосови влакна.

Сканиращ анализ на електронна микроскопия върху ленени, конопени и кокосови влакна със или без ултразвукова обработка.
източник: Renouard et al. 2014 г.

UIP4000hdT 4kW мощен ултразвуков процесор за екстракция

UIP4000hdT (4kW) Индустриален ултразвуков процесор за обработка на влакна

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Ултразвукова обработка на конопени влакна

С нарастващия пазар на конопени семена и фитоканабиноиди идва и нарастващото производство на конопена слама. Като страничен продукт конопената слама и нейните влакна се използват главно за производството на хартия или геотекстил, армировка в композитни материали, както и строителен материал.
Изсушената и нарязана слама от лико може да се използва като суровина за ултразвукова обработка, но за превъзходен ултразвуков процес се препоръчва използването на (частично) декортирани шиви. Ликовият материал се навлажнява във вода (воден разтвор), така че да се получи изпомпваема суспензия, която може да премине през ултразвуковата проточна клетка. Процесът на ултразвук отнема само кратък период от време (приблизително 30-60 сек.). Научните изследвания показват, че ултразвукът подобрява извличането на хемицелулоза и лигнин от лигноцелулозни материали. Освен това ултразвукът разгражда целулозата и пектина. Ултразвуковата обработка на коноп и лен също подобрява гъвкавостта и якостта на опън на влакната, които са ценни характеристики за производството на текстил и композити.

Предимства на ултразвуковата обработка на влакна

  • намаляване на съдържанието на лигнин
  • микро- и нано-фибрилирани влакна
  • Повишена гъвкавост на влакната
  • по-висока якост на опън
  • бърз процес
  • лесен за работа
Ултразвуково-алкална обработка на конопени влакна

Ултразвуково-алкална обработка на конопени влакна (Ferreira et al. 2019)

Ултразвуково модифицирани конопени влакна

Ултразвуково фибрилираните ликови влакна (напр. коноп, лен) са особено подходящи като армировка за полимерни смоли, термопластични и термореактивни композити.
Конопените влакна от лук са ценен източник, от който могат да се извличат целулозни нанокристали (CNC). Целулозните нанокристали се характеризират с голямата си повърхност и изключителната си твърдост и якост на опън. ЦПУ’ Якостта на опън превъзхожда здравината на стъклото или алуминия. Целулозните нанокристали са доста евтини и по този начин са конкурентна нанодобавка, когато става въпрос за цена, наличност, токсичност, както и устойчивост.
Соникацията е лесна за използване, бърза и зелена техника, която позволява да се произвеждат висококачествени целулозни нанокристали.

Ултразвуково обработени кенафови влакна.

Sosiati et al. 2014 показват благоприятните ефекти на ултразвука върху обработката на влакна.

Високоефективни ултразвукови апарати за обработка на влакна

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводително ултразвуково оборудване за тежки приложения. Нашите ултразвукови системи могат да се използват за партидна или непрекъсната поточна обработка. Всички индустриални ултразвукови процесори на Hielscher могат да осигурят много високи амплитуди. Амплитуди до 200 μm могат лесно да работят непрекъснато в режим на работа 24/7. За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотроди. Въпреки това, способността на много високи амплитуди сама по себе си не е достатъчна за успешен процес на ултразвукови влакна, като ретиране или фибрилация. В зависимост от суровината и от целевия резултат, параметрите на процеса – а именно амплитуда, налягане, температура и време – трябва да бъде точно контролируем и регулируем.
Цифровите ултразвукови процесори на Hielscher записват автоматично всички данни за процеса на интегрирана SD карта, така че резултатите от процеса да бъдат възпроизводими. Амплитудата и интензитетът на обработка могат да бъдат прецизно регулирани и контролирани от много леки до силно интензивни условия на ултразвук. Това ви дава възможност да обработвате различни материали до оптимална производителност.
Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки натоварвания и в взискателни среди.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:

Обем на партидата Дебит Препоръчителни устройства
1 до 500 мл 10 до 200 мл/мин UP100H
10 до 2000 мл 20 до 400 мл/мин UP200Ht, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4 л/мин UIP2000hdT
10 до 100L 2 до 10 л/мин UIP4000hdT
Н.А. 10 до 100 л/мин UIP16000
Н.А. Голям Клъстер от UIP16000

Свържете се с нас! / Попитайте ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, ако желаете да поискате допълнителна информация относно ултразвуковата хомогенизация. Ще се радваме да ви предложим ултразвукова система, отговаряща на вашите изисквания.









Моля, обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови апарати за сонохимични приложения.

Високомощни ултразвукови процесори от лабораторен до пилотен и промишлен мащаб.

Литература/Препратки

  • Даяна П. Ферейра, Джулиана Крус, Раул Фангейро (2019): Глава 1 – Повърхностна модификация на естествени влакна в полимерни композити. Зелени композити за автомобилни приложения. Издателска поредица на Woodhead в композитни науки и инженерство 2019 г., страници 3-41.
  • Съливан Ренуар, Кристоф Хано, Жоел Дусо, Жан-Филип Блондо, Ерик Лейне (2014): Характеризиране на ултразвуковото въздействие върху влакна, лен и коноп. Писма по материали 129, 2014. 137–141.
  • Х. Сосиати, М. Мухаймин, П. Абдила, Д. А. Виджаянти, Харсоджо, К. Трияна (2014): Ефект на химичните обработки върху
    Характеристики на естествената целулоза. Сборник с доклади от конференцията на AIP 1617, 105 (2014).
  • М. Зимневска, Р. Козловски, Й. Батог (2008): Нанолигнин модифицирана ленена тъкан като многофункционален продукт. Молекулярни кристали и течни кристали том 484, брой 1, 2008.


Факти, които си струва да знаете

конопени влакна

Конопът е многофункционална култура, използвана за конопени семена и впоследствие масло от семена, терпеноиди и канабиноиди (т.е. CBD, CBG и др.) и конопена слама, която може да бъде преработена до ценен влакнест материал. По отношение на качеството на конопените влакна се разграничават така наречените теглични влакна, които са неподравнени, къси снопове влакна и така наречените линейни влакна, които са дълги (надлъжно подравнени) влакна.
Бунделите с къси влакна се наричат още технически влакна и се използват главно в автомобилната индустрия, за производството на хартия и за композити на биологична основа. Дългите конопени влакна се използват за текстилни и приложения с висока стойност като високоефективни композити и биокомпозити.
Производство на конопени влакна:
Конопът от влакна (коноп, който се отглежда за производство на влакна)идеално се събира преди цъфтежа. Това ранно изрязване води до по-високо качество на влакната, тъй като качеството се влошава, ако цъфтежът е разрешен. Обикновено конопът от влакна се събира 70-90 дни след сеитбата. За да се събере конопа, растенията се изрязват на 2-3 см над почвата и след това се сушат за няколко дни. След прибиране на реколтата конопът се връща. Retting е процес, който използва влага и микроби за разграждане на растителните пектини, които химически свързват стъблото на конопа заедно. Традиционно конопените стъбла ще бъдат водно или оросени, преди влакната да бъдат изрязани. Процесът на ретиране улеснява последващото отделяне на лика от така наречената конопена бърда или шив (която е дървесната сърцевина на конопените стъбла). След презареждане конопените стъбла се изсушават (до съдържание на влага под 15% и се освобождават.
За да се получат конопени влакна, които могат да се използват за производство и като добавки, влакната трябва да бъдат разделени в процес, известен като “Промъкване”. По време на процеса на рязане конопената слама се обработва механично, за да се спусне конопеното растение, например с помощта на чукова мелница. При този механичен процес конопът се удря в параван, докато през екрана паднат по-малки влакна и прах. Съвременните високоскоростни машини за кинематична декортика са способни да разделят конопа на три потока; Либ фибри, бърд и зелен микрофибър.
Съдържанието на целулоза в конопа е приблизително 70-77%. Конопените влакна са отличен заместител на дървесно-целулозните влакна

Предимства на конопените влакна

  • Рентабилни
  • висока якост на опън и твърдост
  • идеално подходящ за иглонабит нетъкан текстил
  • ефективен заместител на стъклените влакна
  • намалява времето за формоване
  • намаляване на теглото на готовата част
  • лесен за обработка и рециклиране
  • могат да бъдат персонализирани, за да отговарят на различни спецификации и различни производствени системи
  • възможно е постоянно качество и наличност на доставките

Влакнести биоматериали

Когато сламените влакна се извличат от ленена слама, невлакнестите части на стъблото, без да се включват семената, обикновено се наричат шиви или хърди. Например при маслодайния лен шивовете съставляват около 70 – 85% от общото тегло на сламата, което прави шивеса основен страничен продукт от преработката на ленена слама.
Ултразвуково произведен, наноструктуриран лигнин се използва за направата на многофункционални ленени тъкани. Чрез подплата на ленен текстил с нано-лигнин може да се създаде многофункционален текстил. Тези многофункционални текстилни изделия предлагат допълнителни свойства на UV бариера, антибактериални и антистатични свойства.

Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Let's get in contact.