การแปรรูปเส้นใยกัญชาอัลตราโซนิก

• การดึงอัลตราโซนิกของวัสดุเส้นใยเช่นเส้นใยกัญชาและเส้นใยแฟลกซ์ช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนเส้นใยได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ
• เส้นใย bast ที่ผ่านการประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกมีเส้นใยและแสดงพื้นผิวจําเพาะที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสําคัญความต้านทานแรงดึงและความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้น
• การประมวลผลเส้นใยอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลที่รวดเร็วและใช้งานง่ายสําหรับการผลิตทางอุตสาหกรรม

อัลตราโซนิก Retting

การดึงอัลตราโซนิกเป็นทางเลือกที่รวดเร็วมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อน้ําค้างแบบดั้งเดิม โพรงอากาศอะคูสติกที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ําที่มีความเข้มสูง จะสลายโครงสร้างเซลล์ของวัสดุชีวภาพ เช่น เส้นใยที่ไม่ใช่ไม้ เส้นใยพืช ซึ่งรวมถึงเส้นใยเปลือก เช่น แฟลกซ์ กัญชา ตําแย ฟางข้าวสาลี ฟางข้าว ปอกระเจา ตลอดจนเส้นใยที่ได้จากใบไม้ (เช่น ป่านศรนารายณ์ ป่านมานิลา อาบากา) และเส้นใยที่ได้จากผลไม้ เช่น มะพร้าวจากกะลามะพร้าว
การคลายความพันกันด้วยอัลตราโซนิกจะเปลี่ยนไมโครไฟเบอร์ (ประมาณ 3-5μm) เป็นเส้นใยนาโน (≥100nm) นอกจากนี้การประมวลผลอัลตราโซนิกยังทําให้เกิดการย่อยสลายของไซโลกลูแคนบริสุทธิ์และไซแลนในสารละลายซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถของอัลตราซาวนด์ในการย่อยสลายเฮมิเซลลูโลส
แม้ว่าการยิงอัลตราโซนิกจะใช้เป็นหลักในสารละลายที่เป็นน้ํา แต่ก็เป็นไปได้ – ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและผลลัพธ์เป้าหมาย – เพื่อรวมกระบวนการอัลตราโซนิกกับการบําบัดด้วยด่าง โซลูชั่นของ NaOH, H₂O₂ และ H₂ดังนั้น₄ สามารถใช้สําหรับการทําให้เป็นอัลคาไรซ์เพื่อให้ได้เส้นใยนาโนเซลลูโลสในเวลาอันสั้น โดยการรักษาด้วยอัลตราโซนิกสามารถทําการสั่นสะเทือนของไมโครไฟเบอร์เซลลูโลสได้อย่างง่ายดาย เส้นใยที่ผลิตด้วยอัลตราโซนิกแสดงสัณฐานวิทยาเฉพาะซึ่งเส้นใยนาโน (≥ 100nm) กระจายไปทั่วพื้นผิวทั้งหมดของไมโครไฟเบอร์ (3-5μm)

การสแกนการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอนิกส์บนเส้นใยแฟลกซ์ กัญชา และมะพร้าวที่มีหรือไม่มีการประมวลผลอัลตราโซนิก
ที่มา: Renouard et al. 2014

การประมวลผลเส้นใยกัญชาอัลตราโซนิก

ด้วยตลาดที่เพิ่มขึ้นสําหรับเมล็ดกัญชาและไฟโต - แคนนาบินอยด์ทําให้การผลิตฟางกัญชาเพิ่มขึ้น ในฐานะที่เป็นผลพลอยได้ฟางกัญชาและเส้นใยส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตกระดาษหรือสิ่งทอทางภูมิศาสตร์การเสริมแรงในวัสดุคอมโพสิตและวัสดุก่อสร้าง
ฟางเปลือกแห้งและตัดสามารถใช้เป็นวัตถุดิบสําหรับการรักษาด้วยอัลตราโซนิกอย่างไรก็ตามสําหรับเอาต์พุตกระบวนการอัลตราโซนิกที่เหนือกว่าแนะนําให้ใช้ shives decorticated (บางส่วน) วัสดุ bast เปียกในน้ํา (สารละลายในน้ํา) เพื่อให้ได้สารละลายที่สูบได้ซึ่งสามารถผ่านเซลล์การไหลผ่านอัลตราโซนิกได้ กระบวนการ sonication ใช้เวลาเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ (ประมาณ 30-60 วินาที) การวิจัยทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มการสกัดเฮมิเซลลูโลสและลิกนินจากวัสดุลิกโนเซลลูโลส นอกจากนี้การ sonication ยังย่อยสลายเซลลูโลสและเพคติน การประมวลผลอัลตราโซนิกของกัญชาและแฟลกซ์ยังช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นและความต้านทานแรงดึงของเส้นใยซึ่งเป็นลักษณะที่มีคุณค่าสําหรับการผลิตสิ่งทอและคอมโพสิต

การบําบัดด้วยอัลตราโซนิก-ด่างของเส้นใยกัญชา (Ferreira et al. 2019)

เส้นใยกัญชาดัดแปลงอัลตราโซนิก

เส้นใย bast แบบคลื่นเสียงอัลตราโซนิก (เช่น กัญชา แฟลกซ์) เหมาะอย่างยิ่งในการเสริมแรงสําหรับเรซินโพลีเมอร์ เทอร์โมพลาสติก และคอมโพสิตเทอร์โมเซ็ต
เส้นใยกัญชาเป็นแหล่งที่มีคุณค่าที่สามารถสกัดสารละลายนาโนเซลลูโลส (CNCs) ได้ นาโนคริสตัลเซลลูโลสมีลักษณะเป็นพื้นที่ผิวสูงและความแข็งและความต้านทานแรงดึงที่ไม่ธรรมดา ซีเอ็นซี’ ความต้านทานแรงดึงเหนือความแข็งแรงของแก้วหรืออลูมิเนียม นาโนคริสตัลเซลลูโลสมีราคาถูกค่อนข้างมากและเป็นสารเติมแต่งนาโนที่แข่งขันได้เมื่อพูดถึงราคาความพร้อมใช้งานความเป็นพิษและความยั่งยืน
Sonication เป็นเทคนิคที่ใช้งานง่ายรวดเร็วและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งช่วยให้สามารถผลิตนาโนคริสตัลเซลลูโลสคุณภาพสูงได้

เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการแปรรูปไฟเบอร์

Hielscher Ultrasonics ผลิตอุปกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานหนัก ระบบอัลตราโซนิกของเราสามารถใช้สําหรับการประมวลผลแบบแบทช์หรือแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่อง โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรม Hielscher ทั้งหมดสามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมาก แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นมี sonotrodes อัลตราโซนิกแบบกําหนดเอง อย่างไรก็ตามความสามารถของแอมพลิจูดที่สูงมากเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะเรียกใช้กระบวนการเส้นใยอัลตราโซนิกที่ประสบความสําเร็จเช่นการตีหรือการเต้นผิดจังหวะ ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและผลลัพธ์เป้าหมายพารามิเตอร์ของกระบวนการ – กล่าวคือ แอมพลิจูด ความดัน อุณหภูมิ และเวลา – ต้องควบคุมและปรับได้อย่างแม่นยํา
โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกแบบดิจิตอลของ Hielscher จะบันทึกข้อมูลกระบวนการทั้งหมดโดยอัตโนมัติบนการ์ด SD ในตัวเพื่อให้ผลลัพธ์ของกระบวนการสามารถทําซ้ําได้ แอมพลิจูดและความเข้มของการประมวลผลสามารถปรับและควบคุมได้อย่างแม่นยําจากสภาวะ sonication ที่รุนแรงมากไปจนถึง สิ่งนี้ทําให้คุณมีโอกาสในการประมวลผลวัสดุต่างๆ เพื่อให้ได้ผลผลิตที่เหมาะสมที่สุด
ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้สามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: