Szczypiorek

Łuski konopi

Jako łuski (w liczbie pojedynczej: łodyga) określa się stosunkowo równomiernie połamane, podobne do cząstek drewna w produkcji włókien łykowych , zwłaszcza lnianych lub konopnych , powstałe w mechanicznym procesie delignifikacji (łuszczenia) łodygi rośliny . Pochodzą z drzewiastego rdzenia łodygi, który jest otoczony włóknami. Ich długość waha się od mniej niż jednego do kilku centymetrów. Są produktem ubocznym lub produktem ubocznym wytwarzania włókien, które są wykorzystywane głównie jako ściółka dla zwierząt .

Skład i właściwości

Łodygi stanowią około 50 do 60 procent łodygi konopi, podczas gdy w lnie udział łusek jest niższy i wynosi 45 do 55 procent. To sprawia, że ​​są one najobszerniejszym ilościowo produktem trawienia błonnika. Łuski konopi mają wydłużony kształt i składają się w około 35% z celulozy , 18% z hemicelulozy i 21% z ligniny . Białka , pektyny i węglowodany stanowią łącznie około 18 procent, zawartość wody w suchych łuskach konopi jest mniejsza niż 10 procent.

Łuski konopne mogą wchłonąć wilgoć nawet czterokrotnie większą niż ich waga i są łatwo kompostowalne. W porównaniu z innymi materiałami z włókien naturalnych, łopatki charakteryzują się niską wagą, dużą porowatością, a co za tym idzie, wysoką izolacją i dużą elastycznością .

Podczas procesu przetwarzania konopi powstaje pięć frakcji lub właściwości:

1. Od trzydziestu do czterdziestu procent grubszych, nieco ciemniejszych łusek
2. Trzydzieści do trzydziestu pięciu procent mniejsze, prawie pozbawione włókien, jasne łuski
3. Dziesięć do piętnastu procent bardzo małych łusek
4. Pięć do dziesięciu procent pozostałości kurzu i włókien
5. Pięć do dziesięciu procent odpadów

Wysokiej jakości łuski są jasne i mają kolor kości słoniowej. Kolor może zmienić się na ciemnoszary w wyniku rozwoju pleśni i prażenia, przez co łuski tracą swoją wartość.

Ekstrakcja

Łodygi konopi; zdrewniały rdzeń jest łamany na kawałki po rozbiciu

Łodygi są produkowane przy ekstrakcji włókien lnianych i konopnych, a także pakuł i bardzo krótkich włókien lub pyłu. Prażone i suszone łodygi roślin (słoma) są rozdzielane na włókna i łuski w układzie trawienia włókien. To trawienie jest zwykle wykonywane czysto mechanicznie: zdrewniała wewnętrzna część słomy jest łamana, tworząc łuski, które są następnie oddzielane od włókien w kilku etapach procesu. Łuski są produkowane lub ekstrahowane w różny sposób w zależności od zastosowanej technologii roztwarzania włókna. Im wyższy udział łusek wytwarzanych podczas produkcji włókna, tym niższy udział łusek w produkcie „włókno” (z tego samego materiału roślinnego).

Jako produkt oczyszczony łuski są produktem nadającym się do sprzedaży, podczas gdy w samym włóknie lnianym lub konopnym zwykle dąży się do mniejszej zawartości łusek. W przypadku krótkich włókien technicznych, z których wykonane są włókniny , filce i materiały kompozytowe, dopuszczalna jest zawartość łusek maksymalnie 5%, co można osiągnąć poprzez produkcję na tzw. Linii włókien losowych . Jeśli tolerowana jest zawartość łusek do 25 procent , jak ma to miejsce w przypadku włókien konopnych do produkcji masy włóknistej , można zastosować prostsze technologie, takie jak młyny młotkowe .

Aplikacje

Lekki panel z łusek konopi

W przeszłości łuski były używane głównie jako paliwo oraz do produkcji płyt wiórowych lub lekkich płyt. Obecnie oczyszczone i odpylone łuski konopne i lniane są używane głównie w hodowli zwierząt ze względu na ich wysoką zdolność pochłaniania wody i kompostowalność. Większe łuski są najczęściej używane jako ściółka dla koni, podczas gdy mniejsze, jasne łuski są używane do trzymania małych zwierząt. Bardzo małe łuseczki są używane w hodowli drobiu oraz - po granulowaniu - jako ściółka dla kotów. Pozostałości i pyły o dużej zawartości włókien celulozowych są stosowane jako wzbogacacze bogate w błonnik w paszach dla zwierząt. Odpady są wykorzystywane jako nawóz organiczny lub prasowane w brykiety i spalane.

Łuski konopne znajdują również zastosowanie jako wypełniacz , niskiej jakości celuloza , biopaliwo lub w materiałach konstrukcyjnych i izolacyjnych. W przypadku płyt wiórowych , łuski są korzystne ze względu na ich niewielką wagę - gęstość łusek, wynosząca od 300 do 340 kilogramów na metr sześcienny, jest o połowę mniejsza niż w przypadku płyt wiórowych dostępnych w handlu. Mieszanki szpachli z bitumem i korkiem są dostępne na rynku jako izolacja masowa do podłóg od 1957 r. - dobra izolacja od dźwięków uderzeniowych dzięki wysokiej elastyczności pasów sprzyja temu zastosowaniu. Inne zastosowania w sektorze budowlanym to kruszywo do gliny i wapna, a także do łusek konopi. Wstępnie przygotowane łuski mogą służyć jako substytut torfu w ziemi doniczkowej.

W 2006 r. 70% łusek konopi wyprodukowanych w Europie wykorzystano jako ściółkę dla zwierząt, z czego około 87% trafiło do właścicieli koni. Zastosowania w sektorze budowlanym były mniej ważne - 16%, a spalanie do produkcji energii - 8%. Podczas gdy 4 procent łusek było używanych jako narzędzia w ogrodnictwie, rosnący rynek paneli materiałowych stanowił tylko 1 procent sprzedaży. Łuski lniane mają podobny rynek zbytu jak łuski konopne. Jednak łuski pochodzące z przetwórstwa lnu w głównych europejskich krajach przetwórczych, Francji i Belgii, trafiają do przemysłu płyt wiórowych w dużych ilościach i są wykorzystywane tylko w mniejszym stopniu jako ściółka dla zwierząt.

Opracowanie powłok hydrofobowych

Kolorowe kropelki wody na łuskach konopi pokrytych dwutlenkiem krzemu jako materiałem izolacyjnym. Kąt zwilżania wodą wynoszący 130 ° świadczy o hydrofobowym działaniu powłoki.

Łuski konopne są już wykorzystywane w przemyśle do produkcji płyt izolacyjnych. Stosowanie biomateriałów do produkcji paneli izolacyjnych w ścianach cieszy się coraz większym zainteresowaniem, ale szersza akceptacja w branży budowlanej była dotychczas hamowana przez niekorzystne właściwości materiałów. Ponieważ takie materiały są głównie wykonane z celulozy, są łatwopalne, a ich hydrofilowa powierzchnia prowadzi do dużej absorpcji wody, co może prowadzić do pleśni lub gnicia.

Z tego powodu przeprowadzono badania inżynieryjne w celu ustalenia, czy powłoka z hydrofobowymi cząsteczkami dwutlenku krzemu przyniesie pożądane korzyści. Do hydrofobowej powłoki z cząstkami dwutlenku krzemu z powodzeniem zsyntetyzowano koloidalną dyspersję zol-żel metodą Stöbera, scharakteryzowano i osadzono na łodygach konopi. Próbki te przeszły 72-godzinny test w komorze wilgotnościowej bez utraty właściwości hydrofobowych i bez oznak rozwoju pleśni.

Poprzez wielokrotne powlekanie łusek konopi sfunkcjonalizowanymi cząsteczkami dwutlenku krzemu, uzyskano równomierne i pełne pokrycie powierzchni. To sprawiło, że łuski konopi były wodoodporne: hydrofilowy charakter nietraktowanych łusek konopi został trwale hydrofobizowany po pokryciu biomateriałów sfunkcjonalizowanymi cząstkami dwutlenku krzemu. Rozwój pleśni był opóźniony, gdy była wystawiona na działanie wilgoci, podczas gdy właściwości hydrofobowe poddanych obróbce łusek konopi zostały zachowane pomimo wilgoci. Obróbka opracowana w tym badaniu może być realnym rozwiązaniem w przypadku stosowania biomateriałów, które muszą odpychać wodę w stanie ciekłym przy jednoczesnym zachowaniu integralności panelu izolacyjnego w normalnych warunkach otoczenia. Oczywiście istnieją inne testy, które należy wykonać przed taką obróbką w sektorze budowlanym, takie jak dodatkowe testy wilgotności, testy mechaniczne, testy biodegradacji. Wyniki badania są obiecujące. Przed pełnym wdrożeniem w budownictwie procedury obróbki i materiały muszą zostać w pełni sprawdzone zgodnie z przepisami budowlanymi. Ponadto, biorąc pod uwagę niedawne wykorzystanie biomateriałów, należy opracować nowe normy i metody badań dla tych materiałów.

Znaczenie gospodarcze, rozwój rynku

Produkcja łusek (lnu i konopi) w UE

W zależności od rodzaju włókien roślinnych i miazgi łuski są ekonomicznie podporządkowanym produktem ubocznym lub produktem ubocznym produkcji włókna konopnego i lnianego, który jest ekonomicznie równy głównemu produktowi włókno naturalne. W produkcji wysokiej jakości długich włókien lnu, łuski, a także włókna krótkie są uważane za produkty uboczne, które razem muszą generować stosunkowo niską wartość dodaną, łuski konopne w szeroko rozpowszechnionej linii włókien bezładnych są ekonomicznie w przybliżeniu równoważne głównemu produktowi, włóknom konopnym. Mają około połowy wartości krótkich włókien konopnych na jednostkę masy, ale są około dwa razy większe.

W 2004 r. W Unii Europejskiej (UE) wyprodukowano około 370 000 ton łusek lnianych i około 45 000 ton łusek konopnych. Zgodnie ze znaczeniem przetwórstwa konopi i lnu, Francja i Belgia są głównymi krajami produkującymi łuski lniane w UE, a Niemcy podążają za Francją daleko w tyle, jeśli chodzi o łuski konopne.

Wymagania energetyczne

Pierwotny wkład energii wymagany do produkcji łusek konopi wynosi około 2,5 megadżuli na kilogram łusek (odpowiada to około 0,7 kWh), przy czym zużycie energii do produkcji włókien i łusek jest obliczane na podstawie wartości rynkowej produktów. Około dwóch trzecich zużycia energii przypada na uprawę konopi (nawożenie i używanie maszyn).

Drobnostki

Jeśli łuski nie zostaną całkowicie usunięte po rozbiciu włókien, w rezultacie powstanie gorsze włókno znane jako „wytarty”. Słowo to - oderwane od swego pierwotnego znaczenia - weszło do powszechnego użytku jako termin obraźliwy.

dokumentów potwierdzających

literatura

• Michael Carus i in.: Badanie rynku i sytuacji konkurencyjnej w zakresie włókien naturalnych i materiałów z włókien naturalnych (Niemcy i UE) . Wyd.: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (=  dyskusje techniczne Gülzowera seria publikacji . Tom 26 ). Die Werkstatt, Gülzow 2008 ( online [PDF; 10.0.2018]) MB ; dostęp 20 sierpnia 2012]). 

Indywidualne dowody

Większość informacji w tym artykule została zaczerpnięta ze źródeł podanych w literaturze; cytowane są również następujące źródła:

1. ↑ Duden: Niemiecka ortografia. Wydanie 24, Duden-Verlag, 2006. ISBN 3-411-04014-9
2. ↑ ^{a b c} Michael Carus et al: „Badanie rynku i sytuacji konkurencyjnej w zakresie włókien naturalnych i materiałów z włókien naturalnych (Niemcy i UE)”. 2008, s. 42.
3. ↑ ^{a b c} Stephan W. Kallee: Opracowanie hydrofobowych cząstek dwutlenku krzemu do ochrony łusek konopi jako materiału izolacyjnego. Niemieckie tłumaczenie angielskiej publikacji Marion A. Bourebrab, Géraldine G. Durand i Alana Taylora: Development of Highly Repellent Silica Particles for Protection of Hemp Shiv Used as Insulation Materials, opublikowanej 21 grudnia 2017 r., Dostęp 25 listopada 2018 r. DOI : 10.3390 / ma11010004 .
4. ↑ Biomateriały CAVAC: Aplikacje.
5. ↑ Mahmoud Khazma, Adeline Goullieux, Rose-Marie Dheilly i Michèle Quéneudec: Powlekanie kruszywa lignocelulozowego mieszaninami pektyny / polietylenoiminy: Wpływ na właściwości kompozytu lnianego i cementowo-pasmowego. W: Cement and Concrete Composites , tom 34, wydanie 2, luty 2012, s. 223-230 DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2011.07.008 .
6. ↑ Nadjla Mostefai, Rabah Hamzaoui, Sofiane Guessasma, Amadou Aw i Hedi Nouri: Mikrostruktura i właściwości mechaniczne modyfikowanych zapraw z włókna konopnego i wiórów: odkrywanie optymalnej formuły. W: Materiały i projektowanie , tom 84, 5 listopada 2015, s. 359–371. DOI: 10.1016 / j.matdes.2015.06.102 .
7. ^ Atif Hussain, Juliana Calabria-Holley, Diane Schorr, Yunhong Jiang, Mike Lawrence i Pierre Blanchet: Hydrofobowość łuski konopi traktowanej powłokami zol-żel. W: Applied Surface Science. Tom 434, 15 marca 2018, s. 850-860. DOI: 10.1016 / j.apsusc.2017.10.210

linki internetowe

Wikisłownik: Schänke  - wyjaśnienia znaczeń, pochodzenie słów, synonimy, tłumaczenia

Ta wersja została dodana do listy artykułów, które warto przeczytać 1 sierpnia 2008 roku .