Përpunimi tejzanor i fibrave të kërpit
- Mbyllja tejzanor e materialeve fibroze si fijet e kërpit dhe lirit lejon një modifikim të shpejtë dhe efikas të fibrave.
- Fijet e basteve të përpunuara me ultratinguj janë të fibriluara dhe tregojnë një sipërfaqe specifike dukshëm më të lartë, forcë tërheqëse dhe fleksibilitet të rritur.
- Përpunimi i fibrave tejzanor është një teknologji përpunimi e shpejtë dhe e lehtë për t'u përdorur për prodhimin industrial.
Retting tejzanor
Mbyllja tejzanor është një alternativë e shpejtë, efikase dhe e gjelbër ndaj kullimit tradicional me lagështirë ose vesë. Kavitacioni akustik, i krijuar nga ultrazërit me intensitet të lartë dhe me frekuencë të ulët, thyen strukturat qelizore të bio-materialeve të tilla si fibrat bimore, jo-druri, të cilat përfshijnë fibra gjilpërash si liri, kërpi, hithra, kashtë gruri, kashtë orizi, jute, si dhe fibrat me prejardhje nga gjethet (p.sh., sizal, kërp manilje, abacá) dhe fibra me prejardhje nga frutat si kokrriza nga lëvozhgat e kokosit.
Shkëputja tejzanor i transformon mikrofibrat (afërsisht 3-5µm) në nanofibra (≥100nm). Për më tepër, përpunimi me ultratinguj nxiti degradimin e ksiloglukanit të pastër dhe ksilanit në tretësirë, duke demonstruar aftësinë e ultrazërit për të degraduar hemicelulozën.
Megjithëse mbyllja me ultratinguj përdoret kryesisht në një zgjidhje ujore, është e mundur – në varësi të lëndës së parë dhe rezultatit të synuar – për të kombinuar procesin tejzanor me një trajtim alkali. Tretësirat e NaOH, H2O2 dhe H2KËSHTU QË4 mund të përdoret për alkalizimin për të marrë nanofibra celuloze në një kohë të shkurtër përpunimi. Me anë të trajtimit me ultratinguj, mund të arrihet lehtësisht një fibrilacion i mikrofibrave celuloze. Fijet e prodhuara në mënyrë ultrasonike tregojnë një morfologji specifike në të cilën nanofibrat (≥ 100nm) shpërndahen në të gjithë sipërfaqen e mikrofibrave (3-5µm).
Analiza e mikroskopisë elektronike të skanimit në fijet e lirit, kërpit dhe kokrës me ose pa përpunim tejzanor.
burimi: Renouard et al. 2014
UIP4000hdT (4kW) procesor industrial tejzanor për përpunimin e fibrave
Përpunimi tejzanor i fibrave të kërpit
Me tregun në rritje për farat e kërpit dhe fitokanabinoidet vjen një prodhim në rritje i kashtës së kërpit. Si nënprodukt, kashta e kërpit dhe fibrat e saj përdoren kryesisht për prodhimin e letrës ose gjeotekstilet, përforcimin në materialet e përbëra si dhe materialet e ndërtimit.
Kashta e tharë dhe e prerë e bastit mund të përdoret si lëndë e parë për trajtimin me ultratinguj, megjithatë për rezultate superiore të procesit ultrasonik rekomandohet përdorimi i gërvishtjeve (pjesërisht) të zbukuruara. Materiali i bastit laget në ujë (tretësirë ujore) në mënyrë që të merret një llum i pompueshëm, i cili mund të kalojë qelizën e rrjedhjes tejzanor. Procesi i sonikimit zgjat vetëm një periudhë të shkurtër kohe (rreth 30-60 sek.). Kërkimet shkencore kanë treguar se ultratingulli përmirëson nxjerrjen e hemicelulozës dhe linjinës nga materialet lignocelulozike. Përveç kësaj, sonikacioni degradon celulozën dhe pektinën. Përpunimi me ultratinguj i kërpit dhe lirit përmirëson gjithashtu fleksibilitetin dhe forcën në tërheqje të fibrave, të cilat janë karakteristika të vlefshme për prodhimin e tekstilit dhe të përbërjes.
- zvogëlimi i përmbajtjes së linjinës
- fibrat mikro dhe nano-fibriluara
- rritjen e fleksibilitetit të fibrave
- qëndrueshmëri më e lartë në tërheqje
- proces i shpejtë
- lehtë për t'u përdorur
Trajtimi tejzanor-alkal i fibrës së kërpit (Ferreira et al. 2019)
Fibër kërpi të modifikuar në mënyrë tejzanor
Fibra bast e fibriluar me ultratinguj (p.sh. kërpi, liri) është veçanërisht i përshtatshëm si përforcues për rrëshirat polimerike, termoplastikët dhe përbërjet termoset.
Fijet e bastit të kërpit janë një burim i vlefshëm nga i cili mund të nxirren nanokristalet e celulozës (CNC). Nanokristalet e celulozës karakterizohen nga sipërfaqja e tyre e lartë dhe ngurtësia e tyre e jashtëzakonshme dhe forca në tërheqje. CNC-të’ forca në tërheqje e kalon forcën e qelqit ose aluminit. Nanokristalet e celulozës janë mjaft të lira dhe në këtë mënyrë janë një nano-aditiv konkurrues, kur bëhet fjalë për çmimin, disponueshmërinë, toksicitetin si dhe qëndrueshmërinë.
Sonication është një teknikë e lehtë për t'u përdorur, e shpejtë dhe e gjelbër, e cila lejon prodhimin e nanokristaleve celuloze me cilësi të lartë.
Sosiati etj. 2014 tregojnë efektet e dobishme të sonication në përpunimin e fibrave.
Ultrasonikë me performancë të lartë për përpunimin e fibrave
Hielscher Ultrasonics prodhon pajisje ultrasonike me performancë të lartë për aplikime të rënda. Sistemet tona tejzanor mund të përdoren për përpunim grupor ose të vazhdueshëm në linjë. Të gjithë procesorët tejzanor industrial Hielscher mund të japin amplituda shumë të larta. Amplituda deri në 200µm mund të ekzekutohen lehtësisht vazhdimisht në funksionim 24/7. Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotrode tejzanor të personalizuara. Megjithatë, vetëm aftësia e amplitudave shumë të larta nuk është e mjaftueshme për të drejtuar një proces të suksesshëm të fibrave tejzanor, të tilla si kthimi ose fibrilimi. Në varësi të lëndës së parë dhe rezultatit të synuar, parametrat e procesit – domethënë, amplituda, presioni, temperatura dhe koha – duhet të jetë saktësisht i kontrollueshëm dhe i rregullueshëm.
Procesorët tejzanor dixhital të Hielscher regjistrojnë automatikisht të gjitha të dhënat e procesit në një kartë SD të integruar, në mënyrë që rezultatet e procesit të jenë të riprodhueshme. Amplituda dhe intensiteti i përpunimit mund të rregullohen dhe kontrollohen me saktësi nga kushtet e tingullit shumë të butë deri në shumë intensive. Kjo ju jep mundësinë të përpunoni materiale të ndryshme për të arritur rezultatin optimal.
Fortësia e pajisjeve ultrasonike të Hielscher lejon funksionimin 24/7 në punë të rënda dhe në mjedise kërkuese.
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë:
| Vëllimi i grupit | Shkalla e rrjedhjes | Pajisjet e rekomanduara |
|---|---|---|
| 1 deri në 500 ml | 10 deri në 200 ml/min | UP100H |
| 10 deri në 2000 ml | 20 deri në 400 ml/min | UP200Ht, UP400 St |
| 0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100 litra | 2 deri në 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 deri në 100 l/min | UIP16000 |
| na | më të mëdha | grumbull i UIP16000 |
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Procesorë tejzanor me fuqi të lartë nga laboratori në pilot dhe shkallë industriale.
Literatura/Referencat
- Diana P.Ferreira, Juliana Cruz, Raul Fangueiro (2019): Kapitulli 1 – Modifikimi sipërfaqësor i fibrave natyrale në përbërjet e polimerit. Përbërësit e Gjelbër për Aplikacionet e Automobilave. Woodhead Publishing Series in Composites Science and Engineering 2019, Faqe 3-41.
- Sullivan Renouard, Christophe Hano, Joël Doussot, Jean-Philippe Blondeau, Eric Lainé (2014): Karakterizimi i ndikimit tejzanor në fijet e kërpudhave, lirit dhe kërpit. Materialet Letrat 129, 2014. 137–141.
- H. Sosiati, M. Muhaimin, P. Abdilah, DA Wijayanti, Harsojo, K. Triyana (2014): Efekti i trajtimeve kimike në
Karakteristikat e celulozës natyrale. AIP Conference Proceedings 1617, 105 (2014). - M. Zimniewska, R. Kozłowski, J. Batog (2008): Pëlhura prej liri e modifikuar me Nanolignin si një produkt shumëfunksional. Kristalet molekulare dhe kristalet e lëngëta Vëll. 484, Numri 1, 2008.
Fakte që ia vlen të dihen
fibër kërpi
Kërpi është një kulturë me shumë qëllime që përdoret për farat e kërpit dhe më pas vajin e farës, terpenoidet dhe kanabinoidet (p.sh. CBD, CBG, etj.) dhe kashtën e kërpit, e cila mund të përpunohet në materiale fibrash të vlefshme. Për sa i përket cilësisë së fibrave të kërpit, dallohen të ashtuquajturat fibra tërheqëse, të cilat nuk janë të rreshtuara, tufa fibrash të shkurtra dhe të ashtuquajturat fibra të linjës, të cilat janë fibra të gjata (të rreshtuara gjatësore).
Paketat e shkurtra të fibrave quhen edhe fibra teknike dhe përdoren kryesisht në industrinë e automobilave, për prodhimin e letrës dhe për përbërjet me bazë bio. Fijet e gjata të kërpit përdoren për tekstile dhe aplikime me vlerë të lartë, siç janë kompozitat me performancë të lartë dhe bio-përbërësit.
Prodhimi i fibrave të kërpit:
Kërpi me fibra (kërpi që rritet për prodhimin e fibrave) korret në mënyrë ideale para lulëzimit. Kjo mbjellje e hershme rezulton në cilësi më të lartë të fibrave, sepse cilësia bie nëse lejohet lulëzimi. Në përgjithësi, kërpi me fibra mblidhet 70-90 ditë pas mbjelljes. Për të korrur kërpin, bimët priten 2-3 cm mbi tokë dhe më pas thahen për disa ditë. Pas vjeljes, kërpi rilyhet. Rritja është një proces që përdor lagështinë dhe mikrobet për të zbërthyer pektinat bimore, të cilat lidhin kimikisht kërcellin e kërpit së bashku. Tradicionalisht, kërcellet e kërpit do të lyhen me ujë ose me vesë para se të këputen fijet. Procesi i tharjes lehtëson ndarjen e mëvonshme të kërpit nga e ashtuquajtura hurd ose shiv i kërpit (që është thelbi drusor i kërcellit të kërpit). Pas zbërthimit, kërcellet e kërpit thahen (në një përmbajtje lagështie më të vogël se 15% dhe lihen me kusht.
Për të marrë fibra kërpi, të cilat mund të përdoren për prodhim dhe si aditivë, fibrat duhet të ndahen në një proces të njohur si “gërvishtje”. Gjatë procesit të prerjes, kashta e kërpit përpunohet mekanikisht për të rrëzuar bimën e kërpit, p.sh., duke përdorur një mulli me çekiç. Në këtë proces mekanik, kërpi rrihet në një ekran derisa fibrat më të vogla të bastit dhe pluhuri të bien nëpër ekran. Makineritë moderne të dekorimit kinematik me shpejtësi të lartë janë të afta të ndajnë kërpin në tre rrjedha; fibra bast, hurd dhe mikrofibër jeshile.
Përmbajtja e celulozës në kërp është përafërsisht. 70-77%. Fijet e kërpit janë një zëvendësues i shkëlqyer i fibrave të celulozës së drurit
Përparësitë e fibrave të kërpit
- Me kosto efektive
- forcë e lartë në tërheqje dhe ngurtësi
- ideale për produktet jo të endura të shpuara me gjilpëra
- Zëvendësim efektiv për fibrat e qelqit
- zvogëlon kohën e formimit
- ulje e peshës në pjesën e përfunduar
- lehtë për t'u përpunuar dhe ricikluar
- mund të personalizohet për të përmbushur një sërë specifikimesh dhe sisteme të ndryshme prodhimi
- cilësia e qëndrueshme dhe disponueshmëria e furnizimit është e mundur
Bio-Materiale fibroze
Kur fijet e kashtës nxirren nga kashta e lirit, pjesët jo-fibra të kërcellit, duke mos përfshirë farën, zakonisht quhen si shive ose hurdha. Për shembull, në lirin e farave vajore, shishet përfshijnë përafërsisht. 70 – 85% e peshës totale të kashtës, gjë që i bën shishet nënproduktin kryesor të përpunimit të kashtës së lirit.
Linjina me nano-strukturë e prodhuar në mënyrë tejzanore përdoret për të bërë pëlhura prej liri shumëfunksionale. Duke mbushur tekstilet prej liri me nano-lignin, mund të krijohen tekstile shumëfunksionale. Këto tekstile shumëfunksionale ofrojnë vetitë shtesë të barrierës UV, vetive antibakteriale dhe antistatike.