Волокно из кукурузы: полностью биоразлагаемый материал
Волокна кукурузы стали чистым в экологическом плане заменителем тканей на основе синтетики и применяются для создания не только одежды, но и нетканого материала и текстиля для дома.
На протяжении многих лет ферменты, например амилаза из солодовых экстрактов, применялись для деградации загустки на основе крахмала для недорогой и эффектной, а еще экономной расшлихтовки.
В области тканевой обработки было обнаружено недорогое и эффективное биотехнологическое решение и изобретены новые ткани. Для изготовления данных тканей нужны пряжа и волокно. Ведутся эксперименты по извлечению их из самых разных биопродуктов, которые получаются из природных возобновляемых ресурсов (другими словами чистых в экологическом плане) и в малой степени зависят от компонентов на основе нефти. Продукт, который функционирует как замена искусственному, был получен из кукурузы.
Путем ферментации кукурузного крахмала, который формирует молочную кислоту (другими словами полимерный материал), получают волокна кукурузы. Только волокна кукурузы изготавливаются с помощью ферментации сахара в растении. Это не полностью природный процесс, потому как включает химическую трансформацию, однако он является возобновляемым, так как не применяет ископаемый продукт.
Описание производства кукурузного волокна
Кукурузное волокно собой представляет искусственное волокно, которое обладает всеми хорошими качествами материалов из синтетики и самыми разными характеристиками настоящих продуктов, например как хлопок и шерсть.
Производство полимерного материала в кукурузном волокне связано с процессом ферментации, дистилляции и полимеризации обычного сахара в растении (кукурузной декстрозы) в очень большом масштабе.
- В первую очередь сахара ферментируются.
- После ферментации продукты превращаются в очень эффективный полимерный материал, именуемый полилактидом, который можно прясть или перерабатывать в кукурузное волокно.
Конверсия крахмала
Кукурузный крахмал имеет около 27% амилазы. Крахмал не может метаболизироваться конкретно дрожжами. Он обязан быть в первую очередь разбит на обыкновенные шесть углеродных сахаров до ферментации. Для такого изменения, рН крахмального сусла выполняют 6,0, потом следует альфа-амилаза.
Сусло греют выше 100°С с применением струйной плиты. Кукурузное сусло держат при очень высокой температуре за считанные минуты, закачивая его через удерживающую трубку, снабженную клапаном обратного давления. Сусло вытекает из удерживающей трубки в атомайзер, и температура может упасть до 80-90°C. Потом добавляют альфа-амилазу и разводят смесь на протяжении как минимум 30 минут. Потом сусло охлаждают и добавляют глюкоамилазный фермент. Он воплощает крахмал в глюкозу.
Процесс ферментации
После варки сусло охлаждают до 32°C. С добавкой дрожжей оно переносится в ферментеры. Для роста дрожжей добавляется мочевина. Также добавляют этанол и сухие валки для разложения кукурузного белка на свободные аминокислоты, что считается добавочным источником азота для дрожжей. Ферментация просит от 48 до 72 часов и имеет конечную концентрацию этанола от 10 до 12 процентов, значение кислотно-щелочного баланса уменьшается до 4, это важно для увеличения активности глюкоамилазы и ингибирования роста загрязняющих бактерий.
Процесс дистилляции
Обыкновенный процесс может делать 95% чистого этанола. На данном шаге последующее выделение спирта и воды не может случиться при нагреве. Для смеси с бензином оставшиеся 5 процентов воды нужно убрать иными вариантами. Одним из способов считается молекулярно-ситовая система с применением современных установок по изготовлению этанола с сухим шлифованием. Именно так может быть получен 100-процентный чистый этанол.
Безводный этанол потом перемешивают с примерно 5-процентным бензином, чтобы выполнить его неподходящим к потреблению, и, поэтому, убрать налог на хмельной напиток.
Обработка остатков
Твёрдые и жидкие фракции, оставшиеся после дистилляции, относятся к цельной смоле. Они включают волокна, масла, протеиновые элементы и неферментированный крахмал. В первую очередь тонкий осадок разделяют от нерастворимой твёрдой фракции с применением экструдеров. От 15% до 30% жидкой фракции рециркулируют назад, остальное концентрируют путем выпаривания и перемешивают с остаточными твёрдыми веществами из ферментации. И, наконец, насыщенный сироп перемешивают с твёрдыми частичками, дабы получить продукт подачи, известный как мокрая зерновая барда с растворимыми материалами.
Свойства эко волокон
- Это настоящее огнезащитное волокно.
- Оно крепкое и обеспечивает комфорт, мягкость и драпировку.
- Оно может прясться во всевозможных количествах.
- Оно обладает свойством регулирования влаги и невысоким запахом.
- Нити из кукурузного волокна имеют тонкий блеск.
- Оно устойчиво к ультрафиолету, хранит стабильность, цвет и другие свойства продолжительное время.
- Одежда из кукурузного волокна быстро сохнет и показывает восхитительный наружный вид после мытья.
- Оно полностью биоразлагается, компостируется, горит без образования опасных паров и пригодно для повторного применения.
Использование
Кукурузное волокно можно применить как с ткаными, так и геотексилями.