Ultrasonik rami pengolahan serat
- Ultrasonic galian bahan berserat seperti rami dan serat rami memungkinkan untuk modifikasi serat cepat dan efisien.
- Ultrasonically diproses serat bast fibrillated dan menunjukkan permukaan spesifik secara signifikan lebih tinggi, meningkatkan kekuatan tarik dan fleksibilitas.
- Pengolahan serat ultrasonik adalah teknologi pengolahan yang cepat dan mudah digunakan untuk produksi industri.
Ultrasonic Retting
Ultrasonic galian adalah alternatif yang cepat, efisien dan hijau untuk basah tradisional-atau embun-galian. Akustik kavitasi, yang dihasilkan oleh intensitas tinggi, ultrasound frekuensi rendah, memecah struktur sel Bio-bahan seperti non-kayu, serat nabati yang meliputi serat bast seperti rami, rami, jelatang, gandum jerami, nasi jerami, rami, serta serat yang berasal dari daun (mis., Sisal, Manila rami, abacá) dan fiber yang diturunkan dari buah seperti sabut dari tempurung kelapa.
Ultrasonik disentangling mengubah microfibers (sekitar 3-5 μm) menjadi nanofibers (≥ 100nm). Selanjutnya, pengolahan ultrasonik disebabkan degradasi xyloglucan murni dan xylan dalam larutan, menunjukkan kemampuan ultrasound untuk menurunkan hemicellulose.
Meskipun ultrasonik galian terutama digunakan dalam larutan berair, adalah mungkin – tergantung pada bahan baku dan hasil yang ditargetkan – untuk menggabungkan proses ultrasonik dengan pengobatan alkali. Solusi NaOH, H2O2 dan H2BEGITU4 dapat digunakan untuk alkalisasi untuk mendapatkan nanofibers selulosa dalam waktu pemrosesan singkat. Dengan perlakuan ultrasonik, fibrilasi microfibers selulosa dapat dengan mudah dicapai. Serat ultrasonically diproduksi menunjukkan morfologi tertentu di mana nanofibers (≥ 100nm) didistribusikan di seluruh permukaan microfibers (3-5 μm).
Scanning analisis Mikroskopi elektronik pada flax, rami dan serat sabut dengan atau tanpa pengolahan ultrasonik.
Sumber: Renouard et al. 2014
UIP4000hdT (4 kW) prosesor ultrasonik industri untuk pengolahan serat
Ultrasonik Hemp Fiber pengolahan
Dengan meningkatnya pasar untuk biji rami dan phyto-cannabinoids datang peningkatan produksi jerami ganja. Sebagai produk sampingan, rami jerami dan serabut terutama digunakan untuk produksi kertas atau Geo-tekstil, penguatan bahan komposit serta bahan bangunan.
Kering dan dipotong jerami bast dapat digunakan sebagai bahan baku untuk pengolahan ultrasonik, namun untuk unggul proses ultrasonik output penggunaan (sebagian) Menggiat decorticated dianjurkan. Bahan basal dibasahkan dalam air (larutan berair) sehingga bubur yang bisa dipompa diperoleh, yang dapat melewati sel ultrasonik Flow-through. Proses sonikasi hanya membutuhkan waktu singkat (sekitar 30-60 Det.). Penelitian ilmiah telah menunjukkan bahwa ultrasonication meningkatkan ekstraksi hemiselulosa dan lignin dari bahan lignoselulosa. Selain itu, sonikasi menurunkan selulosa dan pektin. Pengolahan ultrasonik rami dan rami juga meningkatkan fleksibilitas dan kekuatan tarik serat, yang merupakan karakteristik berharga untuk manufaktur tekstil dan komposit.
- pengurangan konten lignin
- mikro dan Nano-fibrillated serat
- meningkatkan fleksibilitas serat
- kekuatan tarik yang lebih tinggi
- proses yang cepat
- mudah dioperasikan
Ultrasonic-pengobatan alkali serat rami (Ferreira et al. 2019)
Ultrasonically dimodifikasi rami Fiber
Ultrasonically fibrillated bast Fiber (misalnya, rami, Flax) sangat cocok sebagai penguatan resin polimer, termoplastik, dan komposit termoset.
Fiber bast rami adalah sumber berharga dari mana nanocrystals selulosa (CNCs) dapat diekstraksi. Nanocrystals selulosa dicirikan oleh luas permukaan yang tinggi dan kekakuan yang luar biasa dan kekuatan tarik. CNC’ kekuatan tarik unggul kekuatan kaca atau aluminium. Nanocrystals selulosa adalah cukup murah dan dengan demikian kompetitif Nano-aditif, ketika datang ke harga, ketersediaan, toksisitas serta keberlanjutan.
Sonikasi adalah teknik yang mudah digunakan, cepat dan hijau, yang memungkinkan untuk menghasilkan nanocrystals selulosa berkualitas tinggi.
Sosiati et al. 2014 menunjukkan efek strain sonikasi pada pengolahan serat.
Kinerja tinggi Ultrasonicators untuk pengolahan serat
Hielscher Ultrasonics memproduksi peralatan ultrasonik berkinerja tinggi untuk aplikasi Heavy-Duty. Sistem ultrasonik kami dapat dengan digunakan untuk batch atau pengolahan inline kontinyu. Semua prosesor ultrasonik industri Hielscher dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200 μm dapat dengan mudah terus berjalan di 24/7 operasi. Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrodes ultrasonik yang disesuaikan tersedia. Namun, kemampuan amplitudo sangat tinggi saja tidak cukup untuk menjalankan proses serat ultrasonik yang sukses, seperti galian atau fibrilasi. Tergantung pada bahan baku dan pada hasil yang ditargetkan, parameter proses – yaitu, amplitudo, tekanan, suhu, dan waktu – harus tepat dikontrol dan disesuaikan.
Prosesor ultrasonik digital Hielscher merekam secara otomatis semua data proses pada SD-Card terpadu, sehingga hasil proses direproduksi. Amplitudo dan intensitas pengolahan dapat tepat disesuaikan dan dikendalikan dari sangat ringan untuk kondisi sonikasi sangat intens. Ini memberi Anda kesempatan untuk memproses berbagai bahan untuk output optimal.
Ketahanan peralatan ultrasonik Hielscher's memungkinkan untuk operasi 24/7 untuk tugas yang berat dan untuk lingkungan yang menuntut.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
| Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
| n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Prosesor ultrasonik berdaya tinggi dari laboratorium hingga pilot dan skala industri.
Literatur / Referensi
- Diana P. Ferreira, Juliana Cruz, Raul Fangueiro (2019): Bab 1 – Modifikasi permukaan serat alami di komposit polimer. Composites hijau untuk aplikasi otomotif. Seri penerbitan woodhead di Composites Sains dan teknik 2019, Pages 3-41.
- Sullivan Renouard, Christophe Hano, Joël Doussot, Jean-Philippe Blondeau, Eric Lainé (2014): karakterisasi dampak ultrasonik pada Coir, rami dan serat rami. Surat bahan 129, 2014. 137 – 141.
- H. Sosiati, M. Muhaimin, P. Abdilah, D. A. Wijayanti, Harsojo, K. triyana (2014): pengaruh perlakuan kimia terhadap
Karakteristik selulosa alami. Konferensi AIP Proceedings 1617, 105 (2014). - M. Zimniewska, R. Kozłowski, J. Batog (2008): Nanolignin dimodifikasi kain linen sebagai produk multifungsi. Molekul kristal dan kristal cair Vol. 484, Terbitan 1, 2008.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Rami serat
Rami adalah tanaman multiguna yang digunakan untuk biji rami dan kemudian minyak biji, terpenoid dan cannabinoids (yaitu CBD, CBG, dll.) dan jerami rami, yang dapat diolah menjadi bahan serat yang berharga. Dalam hal kualitas serat rami, ada dibedakan antara apa yang disebut serat Derek, yang tidak-selaras, bundel serat pendek dan apa yang disebut serat garis, yang panjang (selaras memanjang) serat.
Serat bundels pendek juga disebut serat teknis dan terutama digunakan dalam industri otomotif, untuk produksi kertas dan untuk komposit berbasis Bio. Serat rami panjang digunakan untuk tekstil dan aplikasi bernilai tinggi seperti komposit kinerja tinggi dan Bio-komposit.
Produksi serat rami:
Fiber rami (rami yang tumbuh untuk produksi serat) adalah idealnya dipanen sebelum berbunga. Hasil tanam awal ini menghasilkan kualitas serat yang lebih tinggi karena penurunan kualitas jika berbunga diperbolehkan. Umumnya, serat rami dipanen 70-90 hari setelah penyemaian. Untuk memanen rami, tanaman dipotong 2-3cm di atas tanah dan kemudian dikeringkan selama beberapa hari. Setelah panen, rami retted. Retting adalah sebuah proses yang menggunakan kelembaban dan mikroba untuk memecah pectins tanaman, yang secara kimiawi Obligasi batang rami bersama-sama. Secara tradisional, batang rami akan retted air atau embun-retted sebelum serat yang scutched. Proses galian memfasilitasi pemisahan yang berikutnya dari bast dari apa yang disebut rami HURD atau Shiv (yang merupakan inti Woody dari batang rami). Setelah retting, batang rami kering (untuk kadar air kurang dari 15% dan ditebus.
Untuk mendapatkan serat rami, yang dapat digunakan untuk manufaktur dan sebagai aditif, serat harus dipisahkan dalam proses yang dikenal sebagai “mengasingan”. Selama proses mengasingan rami jerami secara mekanis diproses untuk paruh bawah tanaman rami, misalnya, menggunakan Hammer-Mill. Dalam proses mekanis ini rami dipukuli terhadap layar sampai HURD, serat bast lebih kecil, dan debu jatuh melalui layar. Mesin dekortikasi kinematik berkecepatan tinggi yang modern mampu memisahkan rami menjadi tiga aliran; serat bast, HURD, dan Microfiber hijau.
Kandungan selulosa di rami sekitar 70-77%. Serat rami adalah pengganti yang sangat baik untuk serat selulosa kayu
Keuntungan dari serat rami
- hemat biaya
- kekuatan tarik dan kekakuan yang tinggi
- Idealnya cocok untuk produk nonwoven yang ditambal jarum
- penggantian efektif untuk serat kaca
- mengurangi waktu pencetakan
- penurunan berat badan di bagian akhir
- mudah untuk memproses dan mendaur ulang
- dapat disesuaikan untuk memenuhi berbagai spesifikasi dan sistem manufaktur yang berbeda
- kualitas yang konsisten dan ketersediaan pasokan adalah mungkin
Bahan Bio fibrous
Ketika serat jerami diekstraksi dari jerami rami, Bagian non-serat dari batang, tidak termasuk biji, biasanya disebut sebagai shives atau hurds. Sebagai contoh dalam Flax minyak, shives terdiri dari approx. 70 – 85% dari total berat jerami, yang membuat menggiih produk utama dari pengolahan jerami rami.
Ultrasonically diproduksi, Nano-terstruktur lignin digunakan untuk membuat kain linen multifungsi. Dengan kain linen tekstil dengan Nano-lignin, tekstil multifungsi dapat dibuat. Mereka tekstil multifungsi menawarkan sifat tambahan penghalang UV, antibakteri, dan sifat Antistatic.