Ultrazvočni Konopljino fiber predelava
- Ultrazvočni retting vlaknastih materialov, kot so konoplja in lanena vlakna omogoča hitro in učinkovito spreminjanje vlaken.
- Ultrazvočno predelane Bast vlakna so fibrillated in kažejo bistveno višjo specifično površino, povečana natezno trdnost in prilagodljivost.
- Ultrazvočni fiber predelava je hitra in enostavna za uporabo predelovalne tehnologije za industrijsko proizvodnjo.
Ultrazvočni retting
Ultrazvočni retting je hitra, učinkovita in zelena alternativa tradicionalnih mokro ali Dew-retting. Akustična kavitacija, ki jo ustvarja visoka intenzivnost, nizkofrekvenčni ultrazvok, razgradi celične strukture bioloških materialov, kot so nelesni, rastlinska vlakna, ki vključujejo vlakna iz Bast, kot so LAN, konoplja, koprive, pšenična slama, riževa slama, juta, pa tudi iz listov pridobljenih vlaken (npr. sisal, Manilla konoplja, abacá) in sadne vlaknine, kot je kokosovih iz kokosovih lupin.
Ultrazvočni ločitev učinka pretvori mikrovlakna (cca. 3-5 μm) v Nanovlakna (≥ 100nm). Poleg tega, ultrazvočni obdelavi povzročil degradacijo čistega xyloglucan in xylan v raztopini, ki dokazujejo ultrazvok sposobnost razgradijo hemicellulose.
Čeprav ultrazvočni retting se večinoma uporablja v vodni raztopini, je mogoče – glede na surovino in ciljni izid – združiti ultrazvočni proces z alkalnim zdravljenjem. Rešitve NaOH, H2O2 in H2Tako4 se lahko uporablja za alkalizacijo pridobiti celulozne Nanovlakna v kratkem času predelave. Z ultrazvočno zdravljenje, fibrilacijo celuloznih mikrovlaken je mogoče enostavno doseči. Ultrazvočno proizvedena vlakna kažejo posebno morfologijo, v kateri se nanovini (≥ 100nm) porazdelijo po celotni površini mikrovlaken (3-5 μm).
Skeniranje elektronska mikroskopija analize na LAN, konoplje in kokosovih vlaken z ali brez ultrazvočne predelave.
Vir: Renouard et al. 2014
UIP4000hdT (4 kW) industrijski ultrazvočni procesor za obdelavo vlaken
Ultrazvočni Konopljino fiber predelava
Z rastočem trgu za semena konoplje in Phyto-kanabinoidov prihaja vse večje proizvodnje konoplje slame. Kot stranski produkt se konopljina slama in njena vlakna uporabljajo predvsem za izdelavo papirja ali Geo-tekstila, ojačitev kompozitnih materialov ter gradbeni material.
Posušene in cut Bast slame se lahko uporablja kot surovina za ultrazvočno zdravljenje, vendar za vrhunsko ultrazvočni proces proizvodnje je priporočljivo uporabo (delno) dekorirane pezdirja je priporočljiva. Bast material je namočeno v vodi (vodna raztopina), tako da je pridobljena Bučna gnojevka, ki lahko prenese ultrazvočni pretok skozi celico. Postopek ultrazvoka traja le kratek čas (cca. 30-60 sec). Znanstvene raziskave so pokazale, da ultrasonication izboljšuje ekstrakcijo hemiceluloze in lignin iz lignoceluloznih materialov. Poleg tega, ultrazvočno razbijanje razgrajuje celuloze in pektin. Ultrazvočni predelava konoplje in LAN izboljšuje tudi prožnost in natezno trdnost vlaken, ki so dragocene značilnosti za tekstilne in kompozitne proizvodnje.
- zmanjšanje vsebnosti lignin
- mikro-in nano-fibrillated vlakna
- Povečana prilagodljivost vlaken
- večja natezna trdnost
- hiter proces
- enostaven za uporabo
Ultrazvočni-alkalno zdravljenje vlaken konoplje (Ferreira et al. 2019)
Ultrazvočno modificirano Konopljino vlakno
Ultrazvočno fibrillated Bast vlaken (npr, konoplja, LAN) je še posebej primerna kot ojačitev za polimerne smole, termoplastov, in termoset kompozitov.
Konopljino Bast vlakna so dragocen vir, iz katerega se lahko ekstrahira celulozne nanocrystals (CNC). Za celulozne Nanokristale so značilni njihova visoka površina in izjemna togost ter natezna trdnost. Naprednim CNC krmilnikom’ Natezna trdnost odlikuje moč stekla ali aluminija. Celulozne nanocrystals so precej poceni in so tako konkurenčni nano-dodatek, ko gre za ceno, razpoložljivost, toksičnost, kot tudi trajnost.
Ultrazvoka je enostaven za uporabo, hitro in zeleno tehniko, ki omogoča izdelavo visoko kakovostnih celuloznih nanocrystals.
Sosiati et al. 2014 kažejo koristi učinek ultrazvoka na fiber predelave.
Visoko zmogljivih Ultrasonicators za obdelavo vlaken
Hielscher Ultrazvočna izdeluje visoko zmogljivih ultrazvočne opreme za težke aplikacije. Naši ultrazvočni sistemi se lahko uporablja za paketno ali neprekinjeno obdelavo inline. Vse Hielscher industrijski ultrazvočni procesorji lahko poda zelo visoko amplitudi. Amplitudi do 200 μm je mogoče enostavno neprekinjeno teči v 24/7 operaciji. Za še višje amplitude, prilagojene ultrazvočne sonotrodes so na voljo. Vendar pa sposobnost zelo visoke amplitude sama po sebi ni dovolj, da vodijo uspešno ultrazvočno fiber proces, kot so retting ali fibrilacija. Glede na surovino in ciljni izid so parametri procesa – in sicer, amplitude, tlak, temperatura, in čas – mora biti natančno nadzorovati in nastavljiv.
Hielscher je digitalni ultrazvočni procesorji zapis samodejno vse procese podatkov o integrirani SD-Card, tako da so rezultati procesa ponovljivi. Amplitudo in intenzivnost predelave se lahko natančno prilagodi in nadzoruje od zelo blage do zelo intenzivno ultrazvočno razbijanje pogoji. To vam daje priložnost za obdelavo različnih materialov za optimalno proizvodnjo.
Odpornost ultrazvočne naprave Hielscher je omogoča 24/7 delovanje v težkih in zahtevnih okoljih.
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:
| serija Volume | Pretok | Priporočena naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 00,1 do 20L | 00,2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L / min | UIP4000hdT |
| ni podatkov | 10 do 100L / min | UIP16000 |
| ni podatkov | večja | gruča UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!
Visoke moči ultrazvočni procesorji iz laboratorija v pilotno in industrijsko lestvico.
Literatura / Reference
- Diana P. Ferreira, Juliana Cruz, Raul Fangueiro (2019): poglavje 1 – Površinsko spreminjanje naravnih vlaken v polimernih kompozitov. Zeleni kompoziti za avtomobilske aplikacije. Woodhead Publishing Series v kompozitov znanost in inženiring 2019, Pages 3-41.
- Sullivan Renouard, Christophe Hano, Joël Doussot, Jean-Philippe Blondeau, Eric Lainé (2014): karakterizacija ultrazvočnega vpliva na coir, LAN in Konopljino vlakna. Materiali črke 129, 2014. 137 – 141.
- H. Sosiati, M. Muhaimin, P. Abdilah, D. A. Wijayanti, Harsojo, K. Triyana (2014): učinek kemičnih zdravljenj na
značilnosti naravne celuloze. AIP konferenca postopki 1617, 105 (2014). - M. Zimniewska, R. Kozłowski, J. Batog (2008): Nanolignin modificirano perilo tkanine kot večnamenski izdelek. Molekularni kristali in tekoči kristali vol. 484, Issue 1, 2008.
Dejstva je treba vedeti
Konopljino vlakno
Konoplja je večnamenska rastlina, ki se uporablja za konopljino seme in naknadno seme olje, terpenoidov in kanabinoidov (tj. CBD, CBG, itd) in Konopljino slamico, ki se lahko predelajo v dragoceno vlakno materiala. V zvezi s kakovostjo konoplje vlaken, je razlikovati med tako imenovanih vlečna vlakna, ki niso poravnane, kratke vlaknine svežnjev in tako imenovane črte vlakna, ki so dolge (vzdolžne poravnane) vlakna.
Kratke vlaknine bundels se imenujejo tudi tehnične vlaknine in se večinoma uporabljajo v avtomobilski industriji, za proizvodnjo papirja in za bio-Based kompozitov. Dolga konopljina vlakna se uporabljajo za tekstilne in visoke vrednosti aplikacij, kot so visoko zmogljivih kompozitov in bio-kompozitov.
Proizvodnja vlaken konoplje:
Fiber konoplje (konoplja, ki se goji za proizvodnjo vlaken) je idealno pridelano pred cvetenjem. To zgodnje obrezovanje rezultatov v višjih vlaken kakovosti, ker kakovost upada, če je dovoljeno cvetenja. Na splošno se vlakna konoplje pridelane 70-90 dni po sejanje. Za žetev konoplje, so rastline cut 2-3cm nad tlemi in nato posušena za nekaj dni. Po žetvi je konoplja retted. Retting je proces, ki uporablja vlago in mikrobov za razgraditi rastlinskih pektini, ki kemično obveznic konoplje stebla skupaj. Tradicionalno, Konopljino stebla bi se poškropiti-retted ali Dew-retted pred vlakna so scutched. Retting proces olajša naknadno ločevanje Bast iz tako imenovane Konopljino Hurd ali Shiv (ki je leseno jedro konoplje stebla). Po retting se konopljine stebla posušijo (na vsebnost vlage manj kot 15% in bailed.
Za pridobitev konopljinih vlaken, ki se lahko uporabljajo za proizvodnjo in kot aditivi, vlakna je treba ločiti v proces, znan kot “trenje”. Med procesom trenje je konopljina slama mehansko predelana, da se zgrne v obrat konoplje, na primer z uporabo kladivo-mlin. V tem mehanskem procesu je konoplja pretepen proti zaslonu, dokler Hurd, manjših Bast vlaken, in prah pade skozi zaslon. Sodobni visokohitrostni KINEMATIČNI stroji za dekoriranje so sposobni ločiti konopljo v tri tokove; Bast vlaken, Hurd, in zelene mikrovlaken.
Vsebnost celuloze v konoplji je približno 70-77%. Konopljina vlakna so odličen nadomestek za vlakna iz lesne celuloze
Prednosti konopljinih vlaken
- stroškovno učinkovito
- visoka natezna trdnost in togost
- idealna za netkane izdelke z iglo
- učinkovita zamenjava za steklena vlakna
- zmanjšuje čas brizganje
- zmanjšanje telesne mase v končnem delu
- enostavno obdelati in reciklirati
- lahko prilagodite različnim specifikacijam in različnim proizvodnim sistemom
- kakovost in razpoložljivost oskrbe je možna
Vlaknastih bioloških materialov
Kadar se slamnata vlakna ekstrahirajo iz lanene slame, se deli nevlaknin stebla, ki ne vključujejo semena, običajno imenujejo drobnjak ali hurds. Na primer v lanenih oljnicah, drobnjak obsega cca. 70 – 85% celotne teže slame, zaradi česar je glavni stranski produkt predelave lanenih slame.
Ultrazvočno proizvaja, nano-strukturiran lignin se uporablja za izdelavo večnamenske tkanine perilo. Z oblazinjenje perilo tekstil z Nano-lignin, večnamenske tekstila je mogoče ustvariti. Ti večnamenski tekstil ponujajo dodatne lastnosti UV pregrade, antibakterijsko in Antistatične lastnosti.