دانشمندان کاه گندم را به ماده ای برای اندازه گیری نخ های پنبه ای تبدیل می کنند
در میدان های گسترده گندم عربستان سعودی، یک محصول جانبی کشاورزی که مدت ها به عنوان زباله در نظر گرفته شده است به یک صنعت منسوج تبدیل شده است.محققان روشی را برای تبدیل کاه گندم به سلولز کاربکسومتیل با عملکرد بالا (CMC ws) توسعه داده اند، ارائه هر دو مزایای زیست محیطی و اقتصادی نسبت به مواد اندازه گیری نساجی سنتی.
تولید نساجی مدرن فشار زیادی بر نخ در هنگام بافتگی وارد می کند. الزامات مکانیکی دستگاه های تیز درخشش نیاز به این دارد که نخ در برابر کشش مداوم، اصطکاک،و خم کردن در حالی که حفظ یکپارچگی ساختاریراه حل های اندازه گیری سنتی پوشش های محافظتی اعمال شده بر روی نخود به طور عمده بر روی نشاسته ذرت، الکل پلی وینیل (PVA) و CMC تجاری، هر کدام با محدودیت های قابل توجهی تکیه کرده اند.
نشاسته ذرت، در حالی که ارزان است، از مقاومت مرطوب و ویژگی های تشکیل فیلم ضعیف رنج می برد. PVA عملکرد بسیار خوبی دارد اما به دلیل تجزیه زیست ضعیف آن نگرانی های زیست محیطی را ایجاد می کند.CMC تجاری یک جایگزین سازگار با محیط زیست را ارائه می دهد اما با هزینه های تولید بالاتر استاین شکاف تکنولوژیک نیاز فوری به جایگزین های پایدار و مقرون به صرفه برای اندازه گیری ایجاد کرد.
محققان سعودی یک فرصت را در حدود 700 هزار تن کاه گندم که هر ساله پس از برداشت دور ریخته می شود، شناسایی کردند.آنها کشف کردند که این کاه حاوی 41٪ α-سلولوز است، مواد اولیه برای تولید CMC، با تنها 14٪ محتوای لیگنین، که آن را به ویژه برای پردازش مناسب می کند.
این پیشرفت از طریق یک فرآیند استخراج و سنتز بهینه شده انجام شد. با استفاده از درمان کلوریت اسیدی و پردازش قلیایی، محققان در استخراج سلولز 90٪ خلوص را به دست آوردند.واکنش های اتریفیکیشن بعدی CMC ها را با 99٪ خلوص تولید می کنند.
تست های دقیق نشان داد که CMC ws برتری دارد در میان چندین معیار عملکرد نساجی:
قدرت چسبندگی:CMCs فیلم های محافظ قوی را در اطراف فیبرهای نخ تشکیل می دهند که در غلظت بالاتر از 0.5٪، مقاومت شکستن به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
خواص انسجام:در حالی که PVA مقاومت فیلم کمی بهتر را نشان داد، CMC ws انسجام کافی را برای محافظت از نخ در طول عملیات بافت نشان داد.
صاف کردن سطح:میکروسکوپی اسکن الکترونی نشان داد که CMC ws توانایی قابل توجهی در کاهش موهای نخ دارد، سطح صاف تری ایجاد می کند که کمترین عوارض بافت را به وجود می آورد.
مقاومت در برابر سایش:نخ های درمان شده در مقایسه با جایگزین های درمان شده با PVA در برابر فشارهای مکانیکی از دستگاه های بدنه با سرعت بالا مقاومت می کنند.
معیارهای تجزیه زیستی CMC ws فوق العاده بود، با نسبت BOD5/COD 0.50 که بسیار بیشتر از PVA 0.20این نشان می دهد که تجزیه طبیعی به طور قابل توجهی سریع تر است، کاهش تاثیرات زیست محیطی.پاک کردن با آب گرم برای ساده کردن فرآیندهای پس از بافت.
شاید جذاب ترین آن مزیت هزینه CMC ws است. تولید از زباله های کشاورزی باعث می شود قیمت بسیار پایین تر از PVA باشد، در حالی که عملکرد رقابتی باقی می ماند.این ترکیبی از پایداری و اقتصاد، CMC ws را به عنوان یک راه حل تحولگر برای تولید کنندگان نساجی که با مقررات زیست محیطی و فشار هزینه مواجه هستند، قرار می دهد.
این نوآوری سعودی بیش از یک دستاورد فنی است، نشان می دهد که چگونه محصولات فرعی کشاورزی می توانند به منابع صنعتی ارزشمند تبدیل شوند.در حالی که صنعت نساجی به دنبال راه حل های پایدار است، CMC ws یک قالب برای مدل های اقتصادی دایره ای را ارائه می دهد که به نفع تولید کنندگان و سیاره است.
این تحقیق امکان گسترش کاربردهای CMC کاه گندم را در سراسر بخش های نساجی فراهم می کند و در عین حال نوآوری های مشابه زباله به منابع را در سراسر جهان الهام می دهد.,در این زمینه، به نظر می رسد که توسعه و توسعه تولیدات منسوجات با توجه به پایداری و مقرون به صرفه، ممکن است آینده اندازه گیری نساجی را تعیین کند.
