Kanop tolalariga ultratovush bilan ishlov berish
- Kanop va zigʻir tolalari kabi tolali materiallarni ultratovush yordamida ivitish tolalarni tez va samarali modifikatsiyalash imkonini beradi.
- Ultratovush bilan ishlov berilgan lub tolalari fibrillalarga ajraladi hamda ancha yuqori solishtirma sirt yuzasi, oshgan choʻzilish mustahkamligi va egiluvchanlikka ega boʻladi.
- Tolalarga ultratovush bilan ishlov berish sanoat ishlab chiqarishi uchun tezkor va foydalanish oson boʻlgan ishlov berish texnologiyasidir.
Ultratovush yordamida ivitish
Ultratovush yordamida ivitish anʼanaviy suvda yoki shudringda ivitishga tezkor, samarali va ekologik muqobildir. Yuqori intensivlikdagi, past chastotali ultratovush hosil qiladigan akustik kavitatsiya yogʻoch boʻlmagan oʻsimlik tolalari kabi biomateriallarning hujayra tuzilmalarini parchalaydi. Bunday tolalarga zigʻir, kanop, qichitqi oʻt, bugʻdoy somoni, sholi somoni va jut kabi lub tolalari, shuningdek, barglardan olinadigan tolalar (masalan, sizal, Manila kanopi, abaka) va kokos poʻchogʻidan olinadigan koyr kabi mevalardan olinadigan tolalar kiradi.
Ultratovush yordamida tolalarni bir-biridan ajratish mikrotolalarni (taxminan 3–5µm) nanotolalarga (≥100nm) aylantiradi. Bundan tashqari, ultratovush bilan ishlov berish eritmadagi sof ksiloglyukan va ksilanning parchalanishiga olib kelgan va bu ultratovushning gemisellyulozani parchalash qobiliyatini koʻrsatgan.
Ultratovush yordamida ivitish asosan suvli eritmada amalga oshirilsa-da, xomashyo va koʻzlangan natijaga qarab, ultratovush jarayonini ishqor bilan ishlov berish bilan birlashtirish mumkin. NaOH, H2O2 va H2SO4 eritmalaridan qisqa ishlov berish vaqtida sellyuloza nanotolalarini olish uchun ishqorlashtirishda foydalanish mumkin. Ultratovush bilan ishlov berish orqali sellyuloza mikrotolalarini osonlik bilan fibrillalarga ajratish mumkin. Ultratovush yordamida hosil qilingan tolalar oʻziga xos morfologiyaga ega boʻlib, ularda nanotolalar (≥ 100nm) mikrotolalarning (3–5µm) butun yuzasi boʻylab taqsimlangan.
Ultratovush bilan ishlov berilgan va ishlov berilmagan zigʻir, kanop va koyr tolalarining skanerlovchi elektron mikroskopiya tahlili.
manba: Renouard va boshq. 2014
UIP4000hdT (4kW) – tolalarga ishlov berish uchun sanoat ultratovush protsessori
Kanop tolalariga ultratovush bilan ishlov berish
Kanop urugʻlari va fitokannabinoidlar bozori kengayishi bilan kanop somoni ishlab chiqarish ham ortib bormoqda. Qoʻshimcha mahsulot sifatida kanop somoni va uning tolalari asosan qogʻoz yoki geotekstil ishlab chiqarishda, kompozit materiallarni mustahkamlashda, shuningdek, qurilish materiali sifatida ishlatiladi.
Quritilgan va kesilgan lubli somondan ultratovush bilan ishlov berish uchun xomashyo sifatida foydalanish mumkin, biroq ultratovush jarayonida yaxshiroq natijaga erishish uchun (qisman) poʻstlogʻidan ajratilgan yogʻochsimon oʻzak boʻlaklaridan foydalanish tavsiya etiladi. Lub materiali suvda (suvli eritmada) namlanadi va natijada nasos bilan uzatish mumkin boʻlgan, ultratovushli oqim hujayrasidan oʻta oladigan suspenziya hosil boʻladi. Ultratovush bilan ishlov berish jarayoni faqat qisqa vaqtni oladi (taxminan 30–60 soniya). Ilmiy tadqiqotlar ultratovush bilan ishlov berish lignosellyulozali materiallardan gemisellyuloza va ligninni ajratib olishni yaxshilashini koʻrsatgan. Bundan tashqari, ultratovush bilan ishlov berish sellyuloza va pektinni parchalaydi. Kanop va zigʻirga ultratovush bilan ishlov berish tolalarning egiluvchanligi va choʻzilish mustahkamligini ham oshiradi; bu xususiyatlar toʻqimachilik mahsulotlari va kompozitlar ishlab chiqarish uchun qimmatlidir.
- lignin miqdorining kamayishi
- mikro- va nanofibrillalarga ajratilgan tolalar
- tolalar egiluvchanligining oshishi
- yuqoriroq choʻzilish mustahkamligi
- tezkor jarayon
- boshqarish oson
Kanop tolasiga ultratovush va ishqor bilan ishlov berish (Ferreira va boshq. 2019)
Ultratovush yordamida modifikatsiyalangan kanop tolasi
Ultratovush yordamida fibrillalarga ajratilgan lub tolasi (masalan, kanop, zigʻir) polimer smolalar, termoplastik va termoreaktiv kompozitlar uchun mustahkamlovchi material sifatida ayniqsa mos keladi.
Kanop lub tolalari sellyuloza nanokristallarini (CNCs) ajratib olish mumkin boʻlgan qimmatli manbadir. Sellyuloza nanokristallari katta sirt yuzasi hamda favqulodda yuqori bikrligi va choʻzilish mustahkamligi bilan tavsiflanadi. CNCs ning choʻzilish mustahkamligi shisha yoki alyuminiyning mustahkamligidan yuqori. Sellyuloza nanokristallari ancha arzon boʻlib, shu sababli narx, mavjudlik, toksiklik va barqarorlik nuqtayi nazaridan raqobatbardosh nanoqoʻshimcha hisoblanadi.
Ultratovush bilan ishlov berish yuqori sifatli sellyuloza nanokristallarini ishlab chiqarish imkonini beradigan, foydalanish oson, tezkor va ekologik usuldir.
Sosiati va boshq. 2014 ultratovush bilan ishlov berishning tolalarga ishlov berishdagi foydali taʼsirlarini koʻrsatadi.
Tolalarga ishlov berish uchun yuqori unumdorlikdagi ultratovush qurilmalari
Hielscher Ultrasonics ogʻir ish sharoitlarida qoʻllash uchun yuqori unumdorlikdagi ultratovush uskunalarini ishlab chiqaradi. Bizning ultratovush tizimlarimizdan partiyali yoki uzluksiz oqimda ishlov berishda foydalanish mumkin. Hielscher kompaniyasining barcha sanoat ultratovush protsessorlari juda yuqori amplitudalarni taʼminlay oladi. 200µm gacha boʻlgan amplitudalarda 24/7 rejimida uzluksiz ishlashni osonlik bilan amalga oshirish mumkin. Yanada yuqori amplitudalar uchun buyurtma asosida tayyorlangan ultratovush sonotrodlari mavjud. Biroq juda yuqori amplitudalarni taʼminlash qobiliyatining oʻzi tolalarni ivitish yoki fibrillalarga ajratish kabi ultratovush jarayonini muvaffaqiyatli amalga oshirish uchun yetarli emas. Xomashyo va koʻzlangan natijaga qarab, jarayon parametrlari – yaʼni amplituda, bosim, harorat va vaqt – aniq boshqarilishi va sozlanishi mumkin boʻlishi kerak.
Hielscher kompaniyasining raqamli ultratovush protsessorlari jarayonning barcha maʼlumotlarini oʻrnatilgan SD-kartaga avtomatik ravishda yozib boradi, shu tufayli jarayon natijalarini takroran olish mumkin. Amplituda va ishlov berish intensivligini ultratovush bilan juda yumshoq ishlov berish sharoitlaridan juda yuqori intensivlikdagi ishlov berish sharoitlarigacha aniq sozlash va boshqarish mumkin. Bu turli materiallarga eng maqbul natijaga erishish uchun ishlov berish imkonini beradi.
Hielscher ultratovush uskunalarining mustahkamligi ogʻir ish sharoitlarida va yuqori talablar qoʻyiladigan muhitlarda 24/7 rejimida ishlash imkonini beradi.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etiladigan qurilmalar |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | kattaroq | quyidagi qurilmalardan tuzilgan klaster: UIP16000 |
Biz bilan bogʻlaning! / Bizga savol bering!
Laboratoriya miqyosidan tajriba-sanoat va sanoat miqyosigacha boʻlgan yuqori quvvatli ultratovush protsessorlari.
Adabiyotlar/Manbalar
- Diana P.Ferreira, Juliana Cruz, Raul Fangueiro (2019): 1-bob – Polimer kompozitlardagi tabiiy tolalar sirtini modifikatsiyalash. Avtomobilsozlikda qoʻllash uchun ekologik kompozitlar. Woodhead Publishing nashriyotining kompozitlar fani va muhandisligi turkumi 2019, 3–41-betlar.
- Sullivan Renouard, Christophe Hano, Joël Doussot, Jean-Philippe Blondeau, Eric Lainé (2014): Koyr, zigʻir va kanop tolalariga ultratovush taʼsirini tavsiflash. Materials Letters 129, 2014. 137–141.
- H. Sosiati, M. Muhaimin, P. Abdilah, D. A. Wijayanti, Harsojo, K. Triyana (2014): Kimyoviy ishlov berishning tabiiy sellyuloza
xususiyatlariga taʼsiri. AIP Conference Proceedings 1617, 105 (2014). - M. Zimniewska , R. Kozłowski, J. Batog (2008): Nanolignin bilan modifikatsiyalangan zigʻir matosi koʻp funksiyali mahsulot sifatida. Molecular Crystals and Liquid Crystals 484-jild, 1-son, 2008.
Bilishga arziydigan maʼlumotlar
Kanop tolasi
Kanop koʻp maqsadli ekin boʻlib, undan kanop urugʻlari va keyinchalik urugʻ moyi, terpenoidlar va kannabinoidlar (yaʼni CBD, CBG va boshq.), shuningdek, qimmatli tolali materialga aylantirilishi mumkin boʻlgan kanop somoni olinadi. Kanop tolasi sifati nuqtayi nazaridan tartibsiz joylashgan qisqa tola tutamlaridan iborat kalta tolalar va uzun (boʻylama yoʻnalishda tekislangan) tolalardan iborat uzun tolalar farqlanadi.
Qisqa tola tutamlari texnik tola deb ham ataladi va asosan avtomobil sanoatida, qogʻoz ishlab chiqarishda va biologik asosli kompozitlar uchun ishlatiladi. Uzun kanop tolalari toʻqimachilikda va yuqori unumdorlikdagi kompozitlar hamda biokompozitlar kabi yuqori qiymatli mahsulotlarda qoʻllanadi.
Kanop tolasini ishlab chiqarish:
Tolali kanop (tola ishlab chiqarish uchun yetishtiriladigan kanop) ideal holda gullashdan oldin yigʻib olinadi. Bunday erta yigʻim yuqoriroq tola sifatini taʼminlaydi, chunki oʻsimlik gullashiga yoʻl qoʻyilsa, sifat pasayadi. Odatda, tolali kanop urugʻ ekilganidan 70–90 kun oʻtgach yigʻib olinadi. Kanopni yigʻib olish uchun oʻsimliklar tuproq sathidan 2–3cm balandlikda kesiladi va keyin bir necha kun quritiladi. Yigʻimdan keyin kanop ivitiladi. Ivitish – kanop poyasini kimyoviy jihatdan bir butun holda tutib turadigan oʻsimlik pektinlarini namlik va mikroblar yordamida parchalash jarayonidir. Anʼanaviy ravishda, tolalar savalab ajratilishidan oldin kanop poyalari suvda yoki shudringda ivitilgan. Ivitish jarayoni lubni kanopning yogʻochsimon oʻzagi deb ataladigan qismidan (kanop poyalarining yogʻochsimon ichki qismidan) keyinchalik ajratishni osonlashtiradi. Ivitishdan keyin kanop poyalari quritiladi (namlik miqdori 15% dan kam boʻlguncha) va toylarga presslanadi.
Ishlab chiqarishda va qoʻshimchalar sifatida foydalanish mumkin boʻlgan kanop tolalarini olish uchun tolalarni «savalab ajratish» deb ataladigan jarayonda ajratish kerak. Savalab ajratish jarayonida kanop oʻsimligini maydalash uchun kanop somoniga, masalan, bolgʻali tegirmon yordamida mexanik ishlov beriladi. Ushbu mexanik jarayonda yogʻochsimon oʻzak boʻlaklari, maydaroq lub tolalari va chang elakdan tushib ketguncha kanop elakka urib savalanadi. Zamonaviy yuqori tezlikdagi kinematik poʻstloq ajratish mashinalari kanopni uchta oqimga ajrata oladi: lub tolasi, yogʻochsimon oʻzak boʻlaklari va yashil mikrotola.
Kanopdagi sellyuloza miqdori taxminan 70–77% ni tashkil etadi. Kanop tolalari yogʻoch sellyulozasi tolalarining ajoyib oʻrnini bosuvchi materialdir
Kanop tolalarining afzalliklari
- iqtisodiy jihatdan tejamkor
- yuqori choʻzilish mustahkamligi va bikrlik
- igna bilan teshish usulida tayyorlanadigan notoʻqima mahsulotlar uchun ideal darajada mos
- shisha tolaning samarali oʻrnini bosadi
- qoliplash vaqtini qisqartiradi
- tayyor detal ogʻirligini kamaytiradi
- ishlov berish va qayta ishlash oson
- turli texnik talablarga va turli ishlab chiqarish tizimlariga moslashtirilishi mumkin
- barqaror sifat va taʼminot mavjudligini taʼminlash mumkin
Tolali biomateriallar
Zigʻir somonidan somon tolalari ajratib olinganda, urugʻdan tashqari poyaning tolasiz qismlari odatda yogʻochsimon oʻzak boʻlaklari deb ataladi. Masalan, moyli zigʻirda yogʻochsimon oʻzak boʻlaklari somonning umumiy ogʻirligining taxminan 70–85% ini tashkil etadi, bu esa ularni zigʻir somoniga ishlov berishning asosiy qoʻshimcha mahsulotiga aylantiradi.
Ultratovush yordamida hosil qilingan nanotuzilmali lignin koʻp funksiyali zigʻir matolarini tayyorlashda ishlatiladi. Zigʻir toʻqimachilik materiallariga nanoligninni shimdirish orqali koʻp funksiyali toʻqimachilik materiallarini yaratish mumkin. Bunday koʻp funksiyali toʻqimachilik materiallari ultrabinafsha nurlarini toʻsish, antibakterial va antistatik xususiyatlar kabi qoʻshimcha xususiyatlarni taʼminlaydi.