Ultraschall Hanf Fiber Veraarbechtung
- Ultraschall Rettung vu fibrous Materialien wéi Hanf a Flaxfaser erlaabt eng séier an effizient Fasermodifikatioun.
- Ultraschall veraarbechte Bastfaser sinn fibrilléiert a weisen eng wesentlech méi héich spezifesch Uewerfläch, verstäerkte Spannkraaft a Flexibilitéit.
- Ultraschallfaserveraarbechtung ass eng séier an einfach ze benotzen Veraarbechtungstechnologie fir industriell Produktioun.
Ultraschall Rettung
Ultrasonic Rettung ass eng séier, effizient a gréng Alternativ zu traditionelle Naass- oder Tau-Retten. Akustesch Kavitatioun, generéiert duerch héich Intensitéit, Low-Frequenz Ultraschall, brécht cellulär Strukture vu Biomaterialien wéi Net-Holz, Geméisfaser, déi Bastfaser enthalen wéi Flax, Hanf, Brennnessel, Weessstréi, Reisstréi, Jute, souwéi Blieder-ofgeleet Faseren (zB Sisal, Manilla Hanf, Abacá) an Uebst-ofgeleet Faser wéi Kokosnossmuschelen.
Ultrasonic Disentangling transforméiert Mikrofiberen (ongeféier 3-5µm) an Nanofaser (≥100nm). Ausserdeem huet d'Ultraschallveraarbechtung d'Degradatioun vu pure Xyloglucan a Xylan an der Léisung induzéiert, wat d'Ultraschallfäegkeet demonstréiert fir Hemicellulose ze degradéieren.
Och wann d'Ultraschall Rettung haaptsächlech an enger wässerlecher Léisung benotzt gëtt, ass et méiglech – ofhängeg vum Rohmaterial an dem gezielte Resultat – fir den Ultraschallprozess mat enger Alkalibehandlung ze kombinéieren. Léisunge vun NaOH, H2O2 an H2SO4 kann fir Alkaliséierung benotzt ginn fir Cellulose Nanofaser an enger kuerzer Veraarbechtungszäit ze kréien. Duerch Ultraschallbehandlung kann eng Fibrillatioun vu Cellulose-Mikrofiberen einfach erreecht ginn. Déi ultraschall produzéiert Faseren weisen eng spezifesch Morphologie, an där d'Nanofiberen (≥ 100nm) iwwer d'ganz Uewerfläch vun de Mikrofiberen (3-5μm) verdeelt sinn.
Scannen elektronesch Mikroskopie Analyse op Flax, Hanf a Kokosfaser mat oder ouni Ultraschallveraarbechtung.
Quelle: Renouard et al. 2014
UIP4000hdT (4kW) industriellen Ultraschallprozessor fir Faserveraarbechtung
Ultraschall Hanf Fiber Veraarbechtung
Mam wuessende Maart fir Hanf Somen a Phyto-Cannabinoide kënnt eng ëmmer méi Produktioun vun Hanfstréi. Als Nieweprodukt ginn Hanfstréi a seng Faser haaptsächlech fir d'Produktioun vu Pabeier oder Geo-Textil, d'Verstäerkung a Kompositmaterialien souwéi Baumaterial benotzt.
Getrocknene a geschniddene Baststréi kënnen als Rohmaterial fir Ultraschallbehandlung benotzt ginn, awer fir super Ultraschallprozessoutput ass d'Benotzung vun (deelweis) dekoréierte Schieber recommandéiert. D'Baschtmaterial gëtt a Waasser (wässerlech Léisung) befeucht, sou datt e pumpbare Schlamm kritt gëtt, deen d'Ultraschall-Durch-Through-Zelle passéiere kann. De sonication Prozess hëlt nëmmen eng kuerz Zäit (ongeféier 30-60 Sekonnen). Wëssenschaftlech Fuerschung huet gewisen datt d'Ultraschall d'Extraktioun vun Hemicellulose a Lignin aus lignocellulosesche Materialien verbessert. Zousätzlech, sonication degradéiert Cellulose a Pektin. D'Ultraschallveraarbechtung vun Hanf a Flax verbessert och d'Flexibilitéit an d'Trennkraaft vun de Faseren, déi wäertvoll Charakteristiken fir Textil- a Kompositfabrikatioun sinn.
- Reduktioun vum Lignin Inhalt
- Mikro- an Nano-fibrilléiert Faseren
- erhéicht Faser Flexibilitéit
- méi héich tensile Kraaft
- séiere Prozess
- einfach ze bedreiwen
Ultrasonic-Alkali Behandlung vun Hanffaser (Ferreira et al. 2019)
Ultraschall modifizéiert Hanffaser
Ultraschall fibrilléiert Bastfaser (zB Hanf, Flax) ass besonnesch gëeegent als Verstäerkung fir Polymerharz, Thermoplastik an Thermoset Komposit.
Hanf Bastfaser sinn eng wäertvoll Quell, aus där Zellulose Nanokristalle (CNCs) extrahéiert kënne ginn. Cellulose Nanokristalle si charakteriséiert duerch hir héich Uewerfläch an hir aussergewéinlech Steifheit a Spannkraaft. CNCs’ D'Stäerktkraaft iwwerschratt d'Kraaft vu Glas oder Aluminium. Cellulose Nanokristalle sinn zimlech bëlleg a sinn domat e kompetitiven Nano-Additiv, wann et ëm Präis, Disponibilitéit, Toxizitéit an Nohaltegkeet kënnt.
Sonication ass eng einfach ze benotzen, séier a gréng Technik, déi et erlaabt héichwäerteg Cellulose Nanokristalle ze produzéieren.
Sosiati et al. 2014 weisen déi beneficiell Effekter vun der Sonikatioun op der Faserveraarbechtung.
High Performance Ultrasonicators fir Fiber Processing
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert héich performant Ultraschallausrüstung fir schwéier Applikatiounen. Eis Ultraschallsystemer kënne fir Batch oder kontinuéierlech Inline Veraarbechtung benotzt ginn. All Hielscher industriell Ultrasonic Prozessoren kënnen ganz héich Amplituden liwweren. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschall Sonotroden verfügbar. Wéi och ëmmer, d'Kapazitéit vu ganz héijen Amplituden eleng ass net genuch fir en erfollegräichen Ultraschallfaserprozess auszeféieren, sou wéi Rettung oder Fibrillatioun. Ofhängeg vum Rohmaterial an dem geziilten Resultat, d'Prozessparameter – nämlech Amplituden, Drock, Temperatur an Zäit – muss genau kontrolléierbar a justierbar sinn.
Dem Hielscher seng digital Ultraschallprozessoren notéieren automatesch all Prozessdaten op enger integréierter SD-Kaart, sou datt d'Prozessresultater reproduzéierbar sinn. Amplitude a Veraarbechtungsintensitéit kënne präzis ugepasst a kontrolléiert ginn vu ganz mëll bis héich intensiv Sonikatiounsbedéngungen. Dëst gëtt Iech d'Méiglechkeet verschidde Materialien op eng optimal Ausgab ze veraarbechten.
D'Robustitéit vun der Hielscher Ultraschallausrüstung erlaabt 24/7 Operatioun bei schwéierer Pflicht an an usprochsvollen Ëmfeld.
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Héich-Muecht Ultraschall Prozessoren aus Labo zu Pilot an industriell Skala.
Literatur / Referenzen
- Diana P.Ferreira, Juliana Cruz, Raul Fangueiro (2019): Kapitel 1 – Uewerflächemodifikatioun vun natierleche Faseren a Polymerkompositen. Green Composites fir Automotive Uwendungen. Woodhead Publishing Serie a Composites Science and Engineering 2019, Säiten 3-41.
- Sullivan Renouard, Christophe Hano, Joël Doussot, Jean-Philippe Blondeau, Eric Lainé (2014). Material Bréiwer 129, 2014. 137-141.
- H. Sosiati, M. Muhaimin, P. Abdilah, DA Wijayanti, Harsojo, K. Triyana (2014): Effekt vun de chemesche Behandlungen op der
Charakteristiken vun natierleche Cellulose. AIP Konferenz Prozeduren 1617, 105 (2014). - M. Zimniewska, R. Kozłowski, J. Batog (2008): Nanolignin Modifizéiert Léngen Stoff als Multifunctional Produit. Molecular Crystals and Liquid Crystals Vol. 484, Heft 1, 2008.
Fakten Worth Wëssen
Hanffaser
Hanf ass eng Multi-Zweck Erntegung benotzt fir Hanf Somen an duerno Som Ueleg, Terpenoiden a Cannabinoiden (dh CBD, CBG, etc.) an Hanf Stréi, déi zu wäertvollt Fasermaterial veraarbecht kënne ginn. Wat Hanffaserqualitéit ugeet, gëtt et ënnerscheet tëscht de sougenannten Tow Faseren, déi net ausgeriicht sinn, kuerz Faserbündel an de sougenannte Linnefaseren, déi laang (länglech ausgeriicht) Faseren sinn.
Déi Kuerzfaser-Bongelen ginn och technesch Faser genannt a ginn haaptsächlech an der Automobilindustrie benotzt, fir d'Produktioun vu Pabeier a fir Bio-baséiert Kompositen. Laang Hanffaser gi fir Textil- an héichwäerteg Uwendungen benotzt wéi héich performant Kompositen a Bio-Kompositen.
Hanffaser Produktioun:
Fiber Hanf (Hanf dee fir d'Faserproduktioun ugebaut gëtt) ass am Idealfall virum Blummen gesammelt. Dës fréi Ernte resultéiert zu enger méi héijer Faserqualitéit well d'Qualitéit ofgeet wann d'Blummen erlaabt ass. Allgemeng gëtt Faser Hanf 70-90 Deeg nom Aussaat gesammelt. Fir den Hanf ze sammelen, ginn d'Planzen 2-3 cm iwwer dem Buedem geschnidden an duerno e puer Deeg getrocknegt. No der Ernte gëtt den Hanf geréit. Retting ass e Prozess dee Feuchtigkeit a Mikroben benotzt fir d'Planzepektinen ofzebriechen, déi den Hanfstamm chemesch matenee verbannen. Traditionell wieren Hanfstämme mat Waasser oder Tau geschnidden ier d'Faseren ofgeschnidden ginn. De Rettungsprozess erliichtert déi spéider Trennung vun der Bast vun der sougenannter Hanfhurd oder Shiv (wat de hëlze Kär vun den Hanfstämm ass). Nom Retten ginn d'Hanfstécker getrocknegt (bis e Feuchtigkeitgehalt vu manner wéi 15% a bailéiert.
Fir Hanffaser ze kréien, déi fir d'Fabrikatioun an als Zousatz benotzt kënne ginn, mussen d'Faseren an engem Prozess getrennt ginn, bekannt als “schwatzen”. Wärend dem Scutchingprozess gëtt den Hanfstréi mechanesch veraarbecht fir d'Hanfplanz ze schnecken, zB mat enger Hammermillen. An dësem mechanesche Prozess gëtt den Hanf géint en Écran geschloe bis Hürd, méi kleng Bastfasern a Stëbs duerch den Ecran falen. Modern High-Speed-kinematesch Dekoratiounsmaschinne si fäeg Hanf an dräi Stréim ze trennen; Bastfaser, Hurd a gréng Mikrofiber.
Den Zellulosegehalt an Hanf ass ca. 70-77%. Hanffaser sinn en exzellenten Ersatz fir Holzcellulosefasern
Virdeeler vun Hanf Faseren
- Käschten-effikass
- héich tensile Kraaft a stiffness
- ideal gëeegent fir Nadel-Punched nonwoven Produkter
- effektiv Ersatz fir Glasfaser
- reduzéiert molding Zäit
- Gewiichtreduktioun am fäerdegen Deel
- einfach ze veraarbecht a recycléiert
- kënne personaliséiert ginn fir eng Vielfalt vu Spezifikatioune a verschiddene Fabrikatiounssystemer ze treffen
- konsequent Qualitéit an Disponibilitéit vun der Versuergung ass méiglech
Fibrous Bio-Materialien
Wann Stréifaser aus Leinstréi extrahéiert ginn, ginn déi net-fasern Deeler vum Stamm, net d'Somen abegraff, normalerweis als Scheiwen oder Hürden bezeechent. Zum Beispill, an Ueleg Lein, Schieber enthalen ca. 70 – 85% vum Gesamtstroossgewiicht, wat d'Schieben zum Haaptnieweprodukt vun der Leinstréiveraarbechtung mécht.
Ultraschall produzéiert, nano-strukturéiert Lignin gëtt benotzt fir multifunktionell Linnenstoffer ze maachen. Andeems Dir Léngen Textilien mat Nano-Lignin poléiert, kënne multifunktionell Textilien erstallt ginn. Dës multifunktionell Textilien bidden déi zousätzlech Eegeschafte vun UV Barrière, antibakteriell an antistatesch Eegeschaften.