Ուլտրաձայնային կանեփի մանրաթելերի մշակում
- Մանրաթելային նյութերի, ինչպիսիք են կանեփի և կտավատի մանրաթելերը, ուլտրաձայնային մաքրումը թույլ է տալիս արագ և արդյունավետ մանրաթելերի ձևափոխում:
- Ուլտրաձայնային եղանակով մշակված բաստի մանրաթելերը ֆիբրիլացված են և ցույց են տալիս զգալիորեն ավելի բարձր հատուկ մակերես, առաձգական ուժ և ճկունություն:
- Օպտիկամանրաթելերի ուլտրաձայնային մշակումը արագ և հեշտ օգտագործվող մշակման տեխնոլոգիա է արդյունաբերական արտադրության համար:
Ուլտրաձայնային վերականգնում
Ուլտրաձայնային մաքրումը արագ, արդյունավետ և կանաչ այլընտրանք է ավանդական թաց կամ ցողի թրջմանը: Բարձր ինտենսիվության, ցածր հաճախականության ուլտրաձայնի արդյունքում առաջացած ակուստիկ կավիտացիան քայքայում է կենսանյութերի բջջային կառուցվածքները, ինչպիսիք են ոչ փայտե, բուսական մանրաթելերը, որոնք ներառում են բշտիկի մանրաթել, ինչպիսիք են կտավատի, կանեփի, եղինջի, ցորենի ծղոտը, բրնձի ծղոտը, ջուտը, ինչպես նաև տերևից ստացված մանրաթելեր (օրինակ՝ սիսալ, մանիլային կանեփ, աբակա) և մրգից ստացված մանրաթել, ինչպիսին է կոկոսի կճեպը:
Ուլտրաձայնային անջատումը միկրոաթելերը (մոտ 3-5 մկմ) վերածում է նանոմանրաթելերի (≥100 նմ): Ավելին, ուլտրաձայնային մշակումը առաջացրել է լուծույթի մեջ մաքուր քսիլօղլուկանի և քսիլանի քայքայումը՝ ցուցադրելով ուլտրաձայնային հեմիկելյուլոզը քայքայելու ունակությունը:
Չնայած ուլտրաձայնային ռետինը հիմնականում օգտագործվում է ջրային լուծույթում, դա հնարավոր է – կախված հումքից և նպատակային արդյունքից – համատեղել ուլտրաձայնային գործընթացը ալկալային բուժման հետ: NaOH-ի լուծույթները, Հ2Օ2 և Հ2ԱՅՍՊԵՍ4 կարող է օգտագործվել ալկալիզացման համար՝ կարճ մշակման ժամանակ ցելյուլոզային նանոմանրաթելեր ստանալու համար: Ուլտրաձայնային բուժման միջոցով կարելի է հեշտությամբ հասնել ցելյուլոզային միկրոֆիբրիլացիայի: Ուլտրաձայնային եղանակով արտադրված մանրաթելերը ցույց են տալիս հատուկ մորֆոլոգիա, որի դեպքում նանոմանրաթելերը (≥ 100 նմ) բաշխված են միկրոմանրաթելերի ողջ մակերեսով (3-5 մկմ):
Էլեկտրոնային մանրադիտակի սկանավորման վերլուծություն կտավատի, կանեփի և կոկոսի մանրաթելերի վրա՝ ուլտրաձայնային մշակմամբ կամ առանց դրա:
Աղբյուր՝ Renouard et al. 2014 թ
UIP4000hdT (4կՎտ) արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսոր մանրաթելերի մշակման համար
Ուլտրաձայնային կանեփի մանրաթելերի մշակում
Կանեփի սերմերի և ֆիտո-կանաբինոիդների աճող շուկայի հետ մեկտեղ աճում է կանեփի ծղոտի արտադրությունը: Որպես կողմնակի արտադրանք, կանեփի ծղոտը և դրա մանրաթելերը հիմնականում օգտագործվում են թղթի կամ գեոտեքստիլի արտադրության, կոմպոզիտային նյութերում ամրացման, ինչպես նաև շինանյութերի արտադրության համար:
Չորացրած և կտրատված բշտիկի ծղոտը կարող է օգտագործվել որպես հումք ուլտրաձայնային բուժման համար, սակայն գերձայնային ուլտրաձայնային պրոցեսի արդյունքի համար խորհուրդ է տրվում օգտագործել (մասամբ) դեկորտիկացված շղարշներ: Բաստի նյութը թրջվում է ջրի մեջ (ջրային լուծույթ) այնպես, որ ստացվում է մղվող ցեխ, որը կարող է անցնել ուլտրաձայնային հոսքի միջով: Sonication գործընթացը տևում է ընդամենը կարճ ժամանակահատված (մոտ 30-60 վայրկյան): Գիտական հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում է հեմիցելյուլոզայի և լիգնինի արդյունահանումը լիգնոցելյուլոզային նյութերից: Բացի այդ, sonication-ը քայքայում է ցելյուլոզը և պեկտինը: Կանեփի և կտավատի ուլտրաձայնային մշակումը նաև բարելավում է մանրաթելերի ճկունությունը և առաձգական ուժը, որոնք արժեքավոր բնութագրիչներ են տեքստիլ և կոմպոզիտային արտադրության համար:
- լիգնինի պարունակության նվազում
- միկրո և նանոֆիբրիլացված մանրաթելեր
- մանրաթելերի ճկունության բարձրացում
- ավելի բարձր առաձգական ուժ
- արագ գործընթաց
- հեշտ է գործել
Կանեփի մանրաթելի ուլտրաձայնային-ալկալիական բուժում (Ferreira et al. 2019)
Ուլտրաձայնային ձևափոխված կանեփի մանրաթել
Ուլտրաձայնային ֆիբրիլացված բաստի մանրաթելը (օրինակ՝ կանեփ, կտավատ) հատկապես հարմար է որպես պոլիմերային խեժերի, ջերմապլաստիկ և ջերմակայուն կոմպոզիտների ամրացում:
Կանեփի բշտիկի մանրաթելերը արժեքավոր աղբյուր են, որտեղից կարելի է արդյունահանել ցելյուլոզային նանաբյուրեղներ (CNCs): Ցելյուլոզային նանոբյուրեղները բնութագրվում են իրենց բարձր մակերեսով և արտասովոր կոշտությամբ և առաձգական ուժով: CNC-ներ’ առաձգական ուժը գերազանցում է ապակու կամ ալյումինի ուժը: Ցելյուլոզային նանոբյուրեղները բավականին էժան են և դրանով իսկ մրցունակ նանո հավելում են, երբ խոսքը գնում է գնի, մատչելիության, թունավորության, ինչպես նաև կայունության մասին:
Sonication-ը հեշտ օգտագործման, արագ և կանաչ տեխնիկա է, որը թույլ է տալիս արտադրել բարձրորակ ցելյուլոզային նանոբյուրեղներ:
Սոսիատի և այլք: 2014-ը ցույց է տալիս օպտիկամանրաթելային մշակման վրա sonication-ի օգտակար ազդեցությունը:
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր մանրաթելերի մշակման համար
Hielscher Ultrasonics-ն արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքավորում՝ ծանր կիրառման համար: Մեր ուլտրաձայնային համակարգերը կարող են օգտագործվել խմբաքանակի կամ շարունակական ներկառուցված մշակման համար: Բոլոր Hielscher արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են մատուցել շատ բարձր ամպլիտուդներ: Մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 աշխատանքի ընթացքում: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար մատչելի են հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ: Այնուամենայնիվ, միայն շատ բարձր ամպլիտուդների հնարավորությունը բավարար չէ ուլտրաձայնային մանրաթելերի հաջող գործընթաց իրականացնելու համար, ինչպիսին է թուլացումը կամ ֆիբրիլյացիան: Կախված հումքից և նպատակային արդյունքից, գործընթացի պարամետրերը – այն է՝ առատություն, ճնշում, ջերմաստիճան և ժամանակ – պետք է լինի ճշգրիտ կառավարելի և կարգավորելի:
Hielscher-ի թվային ուլտրաձայնային պրոցեսորները ավտոմատ կերպով գրանցում են գործընթացի բոլոր տվյալները ինտեգրված SD-քարտի վրա, որպեսզի գործընթացի արդյունքները վերարտադրելի լինեն: Լայնությունը և մշակման ինտենսիվությունը կարող են ճշգրտորեն կարգավորվել և վերահսկվել շատ մեղմից մինչև բարձր ինտենսիվ ձայնային արտանետման պայմաններում: Սա ձեզ հնարավորություն է տալիս մշակել տարբեր նյութեր՝ օպտիմալ արդյունքի հասնելու համար:
Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս 24/7 աշխատել ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային պրոցեսորներ լաբորատորիայից մինչև փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով:
Գրականություն/Հղումներ
- Դիանա Պ.Ֆերեյրա, Ջուլիանա Կրուզ, Ռաուլ Ֆանգեյրո (2019). Գլուխ 1 – Բնական մանրաթելերի մակերևութային ձևափոխում պոլիմերային կոմպոզիտներում: Կանաչ կոմպոզիտներ ավտոմոբիլային կիրառությունների համար: Woodhead Publishing Series in Composites Science and Engineering 2019, Էջեր 3-41:
- Sullivan Renouard, Christophe Hano, Joël Doussot, Jean-Philippe Blondeau, Eric Lainé (2014): Ուլտրաձայնային ազդեցության բնութագրում կոկոսի, կտավատի և կանեփի մանրաթելերի վրա: Նյութեր Նամակներ 129, 2014. 137–141.
- H. Sosiati, M. Muhaimin, P. Abdilah, DA Wijayanti, Harsojo, K. Triyana (2014). Քիմիական բուժման ազդեցությունը
բնական ցելյուլոզայի բնութագրերը. AIP կոնֆերանսի նյութեր 1617, 105 (2014): - M. Zimniewska, R. Kozłowski, J. Batog (2008): Nanolignin Modified Line Fabric as a Multifunctional Product. Molecular Crystals and Liquid Crystals Vol. 484, թողարկում 1, 2008 թ.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
կանեփ մանրաթել
Կանեփը բազմաֆունկցիոնալ մշակաբույս է, որն օգտագործվում է կանեփի սերմերի և հետագայում սերմերի յուղի, տերպենոիդների և կանաբինոիդների (այսինքն՝ CBD, CBG և այլն) և կանեփի ծղոտի համար, որը կարող է վերամշակվել արժեքավոր մանրաթելային նյութի համար: Ինչ վերաբերում է կանեփի մանրաթելերի որակին, ապա առանձնանում են այսպես կոչված քարշակային մանրաթելերը, որոնք չհավասարեցված են, կարճ մանրաթելերի կապոցները և այսպես կոչված գծային մանրաթելերը, որոնք երկար (երկայնական հարթեցված) մանրաթելեր են:
Կարճ մանրաթելերը կոչվում են նաև տեխնիկական մանրաթել և հիմնականում օգտագործվում են ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ, թղթի արտադրության և կենսաբանական հիմքով կոմպոզիտների համար: Երկար կանեփի մանրաթելերը օգտագործվում են տեքստիլ և բարձրարժեք կիրառությունների համար, ինչպիսիք են բարձր արդյունավետության կոմպոզիտները և կենսակոմպոզիտները:
Կանեփի մանրաթելերի արտադրություն.
Մանրաթելային կանեփը (կանեփ, որն աճեցվում է մանրաթելերի արտադրության համար) իդեալականորեն հավաքվում է մինչև ծաղկումը: Այս վաղ մշակումը հանգեցնում է մանրաթելի ավելի բարձր որակի, քանի որ որակը նվազում է, եթե թույլատրվում է ծաղկել: Ընդհանուր առմամբ, մանրաթելային կանեփը հավաքվում է ցանքից 70-90 օր հետո: Կանեփը հավաքելու համար բույսերը կտրում են հողից 2-3 սմ բարձրության վրա և մի քանի օրով չորացնում։ Բերքահավաքից հետո կանեփը փռվում է։ Թրթռումը գործընթաց է, որն օգտագործում է խոնավությունը և մանրէները՝ քայքայելու բույսերի պեկտինները, որոնք քիմիապես կապում են կանեփի ցողունը: Ավանդաբար, կանեփի ցողունները պետք է ջրով կամ ցողացվեն նախքան մանրաթելերը կտրելը: Թրթռման գործընթացը հեշտացնում է բաստիկի հետագա բաժանումը, այսպես կոչված, կանեփի հարդից կամ շիվից (որը կանեփի ցողունների փայտային միջուկն է): Թափվելուց հետո կանեփի ցողունները չորանում են (մինչև 15%-ից պակաս խոնավության պարունակություն և պահվում):
Կանեփի մանրաթելեր ստանալու համար, որոնք կարող են օգտագործվել արտադրության համար և որպես հավելումներ, մանրաթելերը պետք է առանձնացվեն մի գործընթացով, որը հայտնի է որպես. “scutching”. Հորատման գործընթացի ընթացքում կանեփի ծղոտը մեխանիկորեն մշակվում է կանեփի բույսը կտուցով իջնելու համար, օրինակ՝ օգտագործելով մուրճաղաց: Այս մեխանիկական գործընթացում կանեփը հարվածվում է էկրանին, մինչև ցողունը, ավելի փոքր բշտիկ մանրաթելերը և փոշին ընկնում են էկրանի միջով: Ժամանակակից բարձր արագությամբ կինեմատիկական դեկորտիկացիոն մեքենաները ունակ են կանեփը բաժանել երեք հոսքերի. բաստ մանրաթել, hurd և կանաչ միկրոֆիբր:
Կանեփի ցելյուլոզայի պարունակությունը մոտ. 70-77%: Կանեփի մանրաթելերը հիանալի փոխարինում են փայտի ցելյուլոզային մանրաթելերին
Կանեփի մանրաթելերի առավելությունները
- Ծախսերի արդյունավետ
- բարձր առաձգական ուժ և կոշտություն
- իդեալականորեն հարմար է ասեղներով ծակված ոչ հյուսված արտադրանքների համար
- արդյունավետ փոխարինում ապակե մանրաթելին
- նվազեցնում է ձուլման ժամանակը
- քաշի նվազեցում պատրաստի մասում
- հեշտ է մշակել և վերամշակել
- կարող է հարմարեցվել մի շարք բնութագրերի և տարբեր արտադրական համակարգերի բավարարման համար
- հնարավոր է հետևողական որակ և մատակարարման մատչելիություն
Մանրաթելային կենսանյութեր
Երբ ծղոտի մանրաթելերը հանվում են կտավատի ծղոտից, ցողունի ոչ մանրաթելային մասերը, չներառյալ սերմը, սովորաբար կոչվում են ցողուններ կամ ցողուններ: Օրինակ, յուղոտ կտավատի մեջ, ցողերը կազմում են մոտ. 70 – Ընդհանուր ծղոտի զանգվածի 85%-ը, ինչը շիշը դարձնում է կտավատի ծղոտի վերամշակման հիմնական կողմնակի արտադրանքը:
Ուլտրաձայնային եղանակով արտադրված, նանո կառուցվածքով լիգնինն օգտագործվում է բազմաֆունկցիոնալ սպիտակեղեն գործվածքներ պատրաստելու համար: Սպիտակեղենի տեքստիլները նանոլիգնինով լցնելով` կարելի է ստեղծել բազմաֆունկցիոնալ տեքստիլ: Այդ բազմաֆունկցիոնալ տեքստիլներն առաջարկում են ուլտրամանուշակագույն պատնեշի, հակաբակտերիալ և հակաստատիկ հատկությունների լրացուցիչ հատկություններ: