پردازش فیبر کنف التراسونیک
- retting مافوق صوت از مواد الیافی مانند کنف و الیاف کتان اجازه می دهد تا برای اصلاح فیبر سریع و کارآمد.
- الیاف bast التراسونیک پردازش شده فیبریله هستند و سطح خاص قابل توجهی بالاتر را نشان می دهند، افزایش استحکام کششی و انعطاف پذیری.
- پردازش فیبر اولتراسونیک یک فناوری پردازش سریع و آسان برای تولید صنعتی است.
التراسونیک retting
retting اولتراسونیک سریع، کارآمد و جایگزین سبز برای سنتی مرطوب است- یا شبنم retting. حفره آکوستیک ، تولید شده توسط سونوگرافی با شدت بالا و فرکانس پایین ، ساختارهای سلولی مواد زیستی مانند الیاف غیر چوبی و گیاهی را که شامل الیاف بست مانند کتان ، کنف ، گزنه ، کاه گندم ، کاه برنج ، جوت و همچنین الیاف مشتق شده از برگ (به عنوان مثال ، سیزال ، کنف مانیلا ، آباکا) و الیاف مشتق شده از میوه مانند زغال سنگ از پوسته نارگیل می شکند.
جداسازی اولتراسونیک تبدیل میکروفیبر (تقریبا. 3-5μm) به نانوالیاف (≥100nm). علاوه بر این، پردازش اولتراسونیک باعث تخریب زایلوگلوکان خالص و زایلان در محلول می شود و توانایی سونوگرافی را برای تخریب همی سلولز نشان می دهد.
اگر چه retting مافوق صوت است که عمدتا در یک محلول آبی استفاده می شود, ممکن است – بسته به ماده اولیه و نتیجه مورد نظر – برای ترکیب فرآیند اولتراسونیک با یک درمان قلیایی. راه حل های NaOH ، HH2SOH2S و HH2Sبنابراین4 می تواند برای قلیایی سازی برای به دست آوردن نانوالیاف سلولز در زمان پردازش کوتاه استفاده شود. با درمان اولتراسونیک ، فیبریلاسیون میکروالیاف سلولز را می توان به راحتی به دست آورد. الیاف تولید شده به صورت اولتراسونیک یک مورفولوژی خاص را نشان می دهد که در آن نانوالیاف (≥ 100 نانومتر) در سراسر سطح میکرو الیاف (3-5μm) توزیع می شوند.
اسکن تجزیه و تحلیل میکروسکوپ الکترونیکی بر روی الیاف کتان ، کنف و زغال سنگ با یا بدون پردازش اولتراسونیک.
UIP4000hdT (4 کیلو وات) پردازنده اولتراسونیک صنعتی برای پردازش فیبر
پردازش فیبر کنف اولتراسونیک
با بازار رو به رشد دانه های شاهدانه و فیتوکانابینوئیدها، تولید کاه کنف افزایش می یابد. به عنوان یک محصول جانبی، کاه کنف و الیاف آن عمدتا برای تولید کاغذ یا ژئوتکستایل، تقویت مواد کامپوزیت و همچنین مصالح ساختمانی استفاده می شود.
کاه خشک و برش خورده را می توان به عنوان ماده اولیه برای درمان اولتراسونیک استفاده می شود، با این حال برای خروجی فرآیند اولتراسونیک برتر استفاده از شیوهای تزئینی (تا حدی) توصیه می شود. مواد بست در آب (محلول آبی) خیس می شود تا یک دوغاب قابل پمپاژ به دست آید که می تواند سلول جریان اولتراسونیک را عبور دهد. فرایند فراصوت طول می کشد تنها یک دوره کوتاه از زمان (تقریبا. 30-60 ثانیه). تحقیقات علمی نشان داده است که امواج فراصوت بهبود استخراج همی سلولز و لیگنین از مواد لیگنوسلولزی. علاوه بر این, فراصوت تنزل سلولز و پکتین. پردازش اولتراسونیک کنف و کتان همچنین انعطاف پذیری و استحکام کششی الیاف را بهبود می بخشد که ویژگی های ارزشمندی برای تولید نساجی و کامپوزیت هستند.
- کاهش محتوای لیگنین
- الیاف میکرو و نانوفیبریله
- افزایش انعطاف پذیری فیبر
- استحکام کششی بالاتر
- روند سریع
- آسان برای کار
درمان اولتراسونیک قلیایی فیبر کنف (فریرا و همکاران 2019)
التراسونیک اصلاح فیبر کنف
الیاف bast فیبریلاسیون اولتراسونیک (به عنوان مثال، کنف، کتان) به ویژه به عنوان یک تقویت کننده برای رزین های پلیمری، ترموپلاستیک و کامپوزیت های ترموست مناسب است.
الیاف کنف منبع ارزشمندی هستند که می توان نانوکریستال های سلولزی (CNC) را از آن استخراج کرد. نانوکریستال های سلولزی با سطح بالا و سختی و استحکام کششی فوق العاده خود مشخص می شوند. CNC ها’ استحکام کششی از استحکام شیشه یا آلومینیوم برتری دارد. نانوکریستال های سلولزی بسیار ارزان هستند و در نتیجه یک نانو افزودنی رقابتی هستند، در مورد قیمت، در دسترس بودن، سمیت و همچنین پایداری.
فراصوت یک تکنیک آسان برای استفاده، سریع و سبز است که امکان تولید نانوکریستال های سلولزی با کیفیت بالا را فراهم می کند.
Sosiati و همکاران 2014 نشان می دهد اثرات مفید فراصوت در پردازش فیبر.
Ultrasonicators با کارایی بالا برای پردازش فیبر
Hielscher Ultrasonics تولید کننده تجهیزات اولتراسونیک با کارایی بالا برای کاربردهای سنگین. سیستم های اولتراسونیک ما می توانند برای پردازش دسته ای یا مداوم درون خطی استفاده شوند. همه پردازنده های اولتراسونیک صنعتی Hielscher می توانند دامنه های بسیار بالایی را ارائه دهند. دامنه های تا 200 میکرومتر را می توان به راحتی به طور مداوم در عملیات 24/7 اجرا کرد. برای دامنه های حتی بالاتر ، سونوترودهای اولتراسونیک سفارشی در دسترس هستند. با این حال، قابلیت دامنه های بسیار بالا به تنهایی برای اجرای یک فرآیند فیبر اولتراسونیک موفق، مانند retting یا fibrillation کافی نیست. بسته به ماده اولیه و نتیجه هدف ، پارامترهای فرآیند – یعنی دامنه، فشار، دما و زمان – باید دقیقا قابل کنترل و تنظیم باشد.
پردازنده های مافوق صوت دیجیتال Hielscher را به طور خودکار ضبط تمام داده های پردازش بر روی یک کارت SD یکپارچه, به طوری که نتایج فرایند قابل تکرار هستند. دامنه و شدت پردازش را می توان دقیقا تنظیم و کنترل از شرایط فراصوت بسیار خفیف تا بسیار شدید. این به شما این فرصت را می دهد که مواد مختلف را به خروجی بهینه پردازش کنید.
استحکام تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار.
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 1 تا 500 میلی لیتر | 10 تا 200 میلی لیتر در دقیقه | UP100H |
| 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه | تا 200 هرتز، UP400St |
| 0.1 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000hdT |
| ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000 |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000 |
تماس با ما!? از ما بپرسید!
پردازنده های اولتراسونیک با قدرت بالا از آزمایشگاه تا خلبان و مقیاس صنعتی.
ادبیات/منابع
- دیانا پی فریرا، جولیانا کروز، رائول فانگوئیرو (2019): فصل 1 – اصلاح سطحی الیاف طبیعی در کامپوزیت های پلیمری. کامپوزیت های سبز برای کاربردهای خودرو. مجموعه انتشارات Woodhead در علوم و مهندسی کامپوزیت 2019 ، صفحات 3-41.
- سالیوان رنارد ، کریستف هانو ، جوئل دوسو ، ژان فیلیپ بلوندو ، اریک لاین (2014): توصیف تأثیر اولتراسونیک بر روی زغال سنگ ، کتان و الیاف کنف. نامه های مواد 129 ، 2014. 137–141.
- H. Sosiati، M. Muhimin، P. Abdilah، D. A. Wijayanti، Harsojo، K. Triyana (2014): اثر تیمارهای شیمیایی بر
ویژگی های سلولز طبیعی. مجموعه مقالات کنفرانس AIP 1617 ، 105 (2014). - M. Zimniewska ، R. Kozłowski ، J. Batog (2008): پارچه کتانی اصلاح شده نانولیگنین به عنوان یک محصول چند منظوره. بلورهای مولکولی و بلورهای مایع جلد 484 ، شماره 1 ، 2008.
حقایقی که ارزش دانستن دارند
فیبر کنف
کنف یک محصول چند منظوره است که برای دانه های کنف و متعاقبا روغن دانه ، ترپنوئیدها و کانابینوئیدها (یعنی CBD ، CBG و غیره) و کاه کنف استفاده می شود که می تواند به مواد الیاف ارزشمند پردازش شود. با توجه به کیفیت الیاف کنف ، بین الیاف به اصطلاح دو کش ، که تراز نیستند ، بسته های الیاف کوتاه و الیاف به اصطلاح خط ، که الیاف بلند (تراز طولی) هستند ، تمایز قائل می شود.
باندل های الیاف کوتاه را فیبر فنی نیز می نامند و عمدتا در صنعت خودرو، برای تولید کاغذ و برای کامپوزیت های مبتنی بر زیست استفاده می شود. الیاف کنف بلند برای کاربردهای نساجی و با ارزش بالا مانند کامپوزیت های با کارایی بالا و کامپوزیت های زیستی استفاده می شود.
تولید الیاف کنف:
کنف فیبر (کنف که برای تولید فیبر رشد می کند)به طور ایده آل قبل از گلدهی برداشت می شود. این کشت زودهنگام منجر به کیفیت فیبر بالاتری می شود زیرا در صورت مجاز بودن گلدهی کیفیت کاهش می یابد. به طور کلی, کنف فیبر 70-90 روز پس از کاشت برداشت می شود. برای برداشت کنف ، گیاهان 2-3 سانتی متر بالاتر از خاک بریده می شوند و سپس برای چند روز خشک می شوند. پس از برداشت، کنف بازگردانده می شود. Retting فرآیندی است که از رطوبت و میکروب ها برای تجزیه پکتین های گیاه استفاده می کند ، که ساقه کنف را به صورت شیمیایی به هم متصل می کند. به طور سنتی, ساقه های کنف قبل از بریده شدن الیاف به صورت آب یا شبنم می شوند. فرآیند بازنگری جداسازی بعدی بست از به اصطلاح هورد کنف یا شیو (که هسته چوبی ساقه های کنف است) را تسهیل می کند. پس از reting, ساقه های شاهدانه خشک می شوند (به رطوبت کمتر از 15٪ و با وثیقه کشیده می شوند.
برای به دست آوردن الیاف کنف ، که می تواند برای تولید و به عنوان مواد افزودنی مورد استفاده قرار گیرد ، الیاف باید در فرآیندی به نام جدا شوند “scutching”. در طول فرآیند scutching ، کاه شاهدانه به صورت مکانیکی پردازش می شود تا گیاه شاهدانه را منق بزند ، به عنوان مثال ، با استفاده از آسیاب چکش. در این فرآیند مکانیکی کنف در برابر صفحه نمایش ضرب و شتم می شود تا زمانی که ضربه بزند ، الیاف باست کوچکتر و گرد و غبار از طریق صفحه می ریزد. دستگاه های تزئین سینماتیکی مدرن با سرعت بالا قادر به جدا کردن کنف به سه جریان هستند. فیبر باست، هورد و میکروفیبر سبز.
محتوای سلولز در کنف تقریبا 70-77٪ است. الیاف کنف یک جایگزین عالی برای الیاف سلولز چوب است
مزایای الیاف کنف
- مقرون
- استحکام کششی و سختی بالا
- ایده آل برای محصولات نبافته سوزنی مناسب است
- جایگزینی موثر برای الیاف شیشه
- زمان قالب گیری را کاهش می دهد
- کاهش وزن در قسمت تمام شده
- پردازش و بازیافت آسان
- می تواند برای پاسخگویی به انواع مشخصات و سیستم های مختلف تولید سفارشی شود
- کیفیت ثابت و در دسترس بودن عرضه امکان پذیر است
مواد زیستی الیافی
هنگامی که الیاف کاه از کاه کتان استخراج می شوند، قسمت های غیر الیافی ساقه، بدون احتساب دانه، معمولا به عنوان شیو یا ضربه نامیده می شوند. به عنوان مثال در کتان دانه های روغنی، شیو تقریبا شامل 70 – 85 درصد از وزن کل کاه، که باعث می شود شیو محصول جانبی اصلی فرآوری کاه کتان باشد.
لیگنین نانو ساختار تولید شده توسط التراسونیک برای ساخت پارچه های کتانی چند منظوره استفاده می شود. با بالشتک کردن منسوجات کتانی با نانو لیگنین می توان منسوجات چند منظوره ایجاد کرد. این منسوجات چند منظوره خواص اضافی مانع UV، خواص ضد باکتری و آنتی استاتیک را ارائه می دهند.