Ultraheli kanepikiu töötlemine
- Kiuliste materjalide, näiteks kanepi ja linakiude ultraheli-retting võimaldab kiiret ja tõhusat kiu modifitseerimist.
- Ultraheli töödeldud küpsetuskiud on fiilitud ja näitavad oluliselt kõrgemat konkreetset pinda, suurenenud tõmbetugevust ja paindlikkust.
- Ultraheli kiu töötlemine on kiire ja hõlpsasti kasutatav töötlemistehnoloogia tööstusliku tootmise jaoks.
Ultraheli vääramine
Ultraheli vääring on kiire, tõhus ja roheline alternatiiv traditsioonilisele märja-või kasteväärutisele. Akustiline kavitatsioon, mis on genereeritud suure intensiivsusega madala sagedusega ultraheli abil, murrab kokku biomaterjalide rakustruktuurid, nagu mittepuit, taimsed kiud, mis sisaldavad näiteks lina-, kanepi-, Nõges-, nisuõit, riisivarte, džuudist, samuti lehttuletatud kiud (nt sisal, manilla kanep, abacá) ja puuviljasisaldusega kiud nagu koir kookospähklist.
Ultraheli levimis muundas mikrokiud (umbes 3-5 μm) nanokiud (≥ 100nm). Peale selle põhjustas ultraheli töötlemine puhta xyloglucan ' i ja xylani lagunemist lahuses, näidates ultraheli võimet alandada hemicselluloosi.
Kuigi ultraheli väärkasutamist kasutatakse peamiselt vesilahuses, on võimalik – sõltuvalt toormaterjalist ja sihipärase tulemuse – Ultraheli protsessi kombineerimine leeliselise raviga. NaOH lahendused, H2O2 ja H2SO4 võib kasutada alkaliiseerimiseks tselluloosi nanokiudude saamiseks lühikese töötlusaja jooksul. Ultraheliravi abil saab hõlpsasti saavutada tselluloosi mikrokiudude fibrillatsiooni. Ultraheli toodetud kiud näitavad spetsiifilist morfoloogiat, milles nanokiud (≥ 100nm) jaotatakse mikrokiudude kogu pinna üle (3-5 μm).
Skaneerida elektrooniline mikroskoopia analüüs lina, kanepi ja kookoskiud kiud koos ultraheli töötlemine või ilma.
Allikas: Renouard et al. 2014
UIP4000hdT (4kW) Tööstuslik ultraheli protsessor kiu töötlemiseks
Ultraheli kanepi kiu töötlemine
Mis kasvav turg kanepi seemned ja füto-Kannabinoidid on kasvav tootmine kanepi õled. Nagu toote, kanepi õled ja selle kiud kasutatakse peamiselt tootmiseks paberi või Geo-tekstiil, tugevdamine komposiitmaterjalide ja ehitusmaterjalide.
Kuivatatud ja lõigatud õled saab kasutada toorainena ultraheli töötlemiseks, kuid hea ultraheli protsessi väljund on soovitatav kasutada (osaliselt) dekoreeritud puru. Bast materjal on niisutatud vees (vesilahus), nii et saadakse pumbatav läga, mis võib läbida ultraheli läbivoolu raku. Ultrahelitöötlus protsess võtab ainult lühikest aega (umbes 30-60 SEK.). Teadusuuringud on näidanud, et ultraheliuuring parandab hemicselluloosi ja ligniini ekstraheerimist lignotselluloosmaterjalist. Lisaks on ultrahelitöötlus laguneb tselluloosi ja pektiini. Kanepi ja lina ultraheli töötlemine parandab ka kiudude paindlikkust ja tõmbetugevust, mis on tekstiili-ja komposiittootmise väärtuslikud omadused.
- lignini sisalduse vähendamine
- mikro-ja nano-fiilitud kiud
- suurenenud kiu paindlikkus
- suurem tõmbetugevus
- kiire protsess
- Lihtne kasutada
Kanepi kiu ultraheli-leeliselise töötlemise (Ferreira et al. 2019)
Ultraheli modifitseeritud kanepi kiud
Ultraheli fiilitud niit kiud (nt kanep, lina) on eriti sobiv tugevdamine polümeersed vaigud, termoplastiline ja termokomplekt komposiit.
Kanepi Bast kiud on väärtuslik allikas, millest võib ekstraheerida tselluloosi nanoksiaale (CNCs). Tselluloosi nanoksiaale iseloomustab nende kõrge pindala ning nende erakorraline jäikus ja tõmbetugevus. (CNCs)’ tõmbetugevus ERAB klaasi või alumiiniumi tugevust. Tselluloosi nanoksiaalid on üsna odavad ja on seega konkurentsivõimeline nano-lisaaine, kui tegemist on hinna, kättesaadavuse, toksilisuse, samuti jätkusuutlikkuse.
Ultrahelitöötlus on lihtne-to-use, Kiire ja roheline tehnika, mis võimaldab toota kvaliteetset Tselluloosi nanocrystals.
Sosiati et al. 2014 näitavad ultrahelitöötluse ultraheliefekti mõju kiudainesöötluseks.
Suure jõudlusega Ultrasonikaatorid kiu töötlemiseks
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli seadmeid raskeveokite rakenduste jaoks. Meie ultraheli süsteeme saab kasutada partii või pideva tekstisiseseks töötlemiseks. Kõik hielscheri tööstuslikud ultraheli töötlejad suudavad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab kergesti pidevalt joosta 24/7 operatsioon. Isegi suuremate amplituudid, kohandatud ultraheli sonotroodid on saadaval. Siiski ei piisa ainult väga kõrgete amplituudide võimust, et käivitada edukas ultraheli kiu protsess, nagu näiteks retting või fibrillatsioon. Sõltuvalt toormaterjalist ja suunatud tulemustest on protsessi parameetrid – nimelt amplituud, rõhk, temperatuur ja aeg – peab olema täpselt kontrollitav ja reguleeritav.
Hielscheri digitaalsed ultraheli töötlejad registreerivad automaatselt kõik integreeritud SD-kaardiga töötlemise andmed, et protsessi tulemused oleksid reprodutseeritavad. Amplituud ja töötlemise intensiivsus saab täpselt reguleerida ja kontrollida väga kerge kuni väga intensiivne ultrahelitöötlus tingimused. See annab teile võimaluse töödelda erinevaid materjale optimaalse väljundi.
Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 töötamist rasketes tingimustes ja nõudlikes keskkondades.
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:
| partii Köide | flow Rate | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 kuni 20 l | 0.2 kuni 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100 l | 2 kuni 10 l / min | UIP4000hdT |
| e.k. | 10 kuni 100 l / min | UIP16000 |
| e.k. | suurem | klastri UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!
Suure võimsusega ultraheli protsessorid laborist piloodi ja tööstusliku skaala järgi.
Kirjandus / viited
- Diana P. Ferreira, Juliana Cruz, Raul Fangueiro (2019): 1. Peatükk – Pinna modifitseerimine looduslikud kiud polümeerkomposiit. Roheline Composites autotööstuse rakendused. Woodhead Publishing seeria Composites teadus-ja inseneriteaduste 2019, lehed 3-41.
- Sullivan Renouard, Christophe Hano, Joël Doussot, Jean-Philippe Blondeau, Eric Lainé (2014): Ultraheli mõju iseloomustus coiri, lina ja kanepi kiudude puhul. Materjalid tähed 129, 2014. 137 – 141.
- H. Sosiati, M. Muhaimin, P. Abdilah, D. A. Wijayanti, Harsojo, K. Triyana (2014): keemiliste ravimeetodite mõju
loodusliku tselluloosi omadused. AIP konverentsi menetlus 1617, 105 (2014). - M. Zimniewska, R. Kozłowski, J. Batog (2008): Nanolignin modifitseeritud linasest riidest multifunktsionaalne toode. Molekulaarkristallid ja vedel kristallid Vol. 484, Issue 1, 2008.
Faktid Tasub teada
Kanepi kiud
Kanep on mitmeotstarbeline põllukultuur, mida kasutatakse kanepiseemnete ja hiljem seemneõli, terpenoidide ja kannabinoidide (st CBD, CBG jne) ja kanepivarte puhul, mida saab töödelda väärtuslikuks kiudmaterjalideks. Seoses kanepi kiu kvaliteediga, on eristada niinimetatud puksiirkiud, mis ei ole joondatud, lühike kiud kimbud ja niinimetatud line kiud, mis on pikad (pikisuunalise joondatud) kiud.
Lühike kiudainestikke nimetatakse ka tehniliseks kiudaineks ja neid kasutatakse peamiselt autotööstuses, paberi tootmiseks ja bio-põhiste komposiumide jaoks. Pika kanepi kiud kasutatakse tekstiil ja kõrge väärtusega rakendusi nagu kõrge jõudlusega komposiit ja bio-komposiitsites.
Kanepi kiu tootmine:
Kiu kanep (kanep, mis kasvatatakse kiu tootmiseks) on ideaaljuhul koristatud enne õitsemist. See varajane kärpimine põhjustab kõrgema kiu kvaliteeti, sest kvaliteet väheneb, kui õitsemine on lubatud. Üldiselt, kiu kanep on koristatud 70-90 päeva pärast külvamise. Kanepi lõikamiseks on taimed lõigatud 2-3cm pinnast kõrgemal ja seejärel kuivatatakse mõneks päevaks. Pärast saagikoristust on kanep alistatud. Retting on protsess, mis kasutab niiskuse ja mikroobid murda taime pektins, mis keemiliselt võlakirju kanepi varre koos. Traditsiooniliselt, kanepi varred oleks vee-retted või kaste-retted enne kiud on kammitud. Retting protsess hõlbustab hilisema eraldamine alates niinimetatud kanepi Hurd või Shiv (mis on puidupõhise tuum kanepi varred). Pärast kättemaksu, kanepi varred kuivatatakse (niiskusesisaldus alla 15% ja maha.
Kanepikiude saamiseks, mida saab kasutada tootmiseks ja lisaainetena, tuleb kiud eraldada protsessi, mida nimetatakse “scutching”. Ajal scutching protsessi kanepi õled mehaaniliselt töödeldakse nokk alla kanepi taim, nt, kasutades haamri-Mill. Selle mehaanilise protsessi kanep on pekstud vastu ekraani kuni Hurd, väiksemad Bast kiud, ja tolm langeb läbi ekraani. Kaasaegne kiire kinemaatiline kaunistusest masinad on võimelised eraldama kanepi kolme voolu; Bast kiud, Hurd ja roheline mikrokiud.
Tselluloosi sisaldus kanepis on umbes 70-77%. Kanepi kiud on suurepärane asendaja puidu tselluloosi kiud
Kanepi kiud eelised
- kuluefektiivne
- suur tõmbetugevus ja jäikus
- sobib ideaalselt nõela-punutud mittekootud toodetele
- klaaskiu efektiivne asendamine
- vähendab vormimine aega
- kehakaalu langus lõpetatud osas
- lihtne töödelda ja prügikasti
- saab kohandada, et täita mitmesuguseid spetsifikaate ja erinevaid tootmissüsteeme
- ühtlase kvaliteedi ja pakkumise kättesaadavus on võimalik
Kiuline bio-materjalid
Kui õled kiud ekstraheeritakse linakõust, nimetatakse varre mittekiudosasid, välja arvatud seemet, tavaliselt nii ribadena kui ka tõkkes. Näiteks õliseemnete lina moodustavad kiled umbes 70 – 85% kogu õlgedest, mis muudab linakõsi töötlemise põhitoote.
Ultraheli toodetakse, nano-struktureeritud ligniin kasutatakse mitmeotstarbelise linasest kangast. Linasest tekstiiltekstiilidega, mis on seotud nano-ligniaga, saab luua multifunktsionaalseid tekstiile. Need Multifunktsionaalsed tekstiilid pakuvad täiendavaid omadusi UV barjääri, antibakteriaalne ja Antistaatilised omadused.