Техническая конопля – экологичная альтернатива древесной целлюлозе

02.11.2023 На VII научно-практической конференции «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов», прошедшей в Архангельске, выступали не только признанные эксперты отрасли, но и молодые специалисты. Так, доклад аспиранта института лесных технологий Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Маргариты Литвиновой был посвящен использованию технической конопли в качестве сырья для производства бумаги.

Согласно докладу Литвиновой, техническая конопля имеет ряд преимуществ: конопляное поле дает в четыре-пять раз больше бумаги, за год высота конопли может достигать четырех метров, растения конопли устойчивы к вредителям и требуют меньшего количества пестицидов для выращивания. Помимо этого, в технической конопле содержится до 85% целлюлозы, в древесине – 30%. А самое главное, бумага на основе конопли обладает повышенной устойчивостью к разрыву и лучше впитывает чернила.

«Мой доклад посвящен размолу технической конопли безножевым способом. Одна из основных проблем заключается в том, что древесине требуется много времени для созревания, обычно около 80-100 лет, прежде чем ее можно будет использовать в качестве сырья. Однако в последние годы предпринимались усилия по поиску альтернативных источников целлюлозы для смягчения последствий обезселения. Они включают использование недревесных источников, таких как сельскохозяйственные отходы, однолетние растения и синтетические волокна, а также внедрение устойчивых методов ведения лесного хозяйства для снижения воздействия продуктов на основе древесины на окружающую среду. Переход к экологичным материалам и практикам в целлюлозно-бумажной промышленности становится важным в условиях глобального изменения климата и растущих опасений по поводу экологической устойчивости», – заявила аспирантка.


Маргарита Литвинова пояснила, что существуют различные методы обработки волокон, которые предполагают использование механического или гидродинамического воздействия. В процессе размола волокна подвергаются рубке, раздавливанию и расчесыванию, а также отделению пучков фибрилл. Ножевой размол в конических и дисковых мельницах происходит в зазоре между неподвижными ножами статора с подвижными ножами ротора. Эти машины имеют высокие окружные скорости, что приводит к повышенным напряжениям сдвига, переменным давлениям и интенсивным ударам.

Размол волокнистых полуфабрикатов в ножевых машинах наряду с их положительными особенностями в отдельных случаях вызывают затруднения при вторичном размоле и при размоле древесины с короткими волокнами (лиственные породы). В этой ситуации целесообразно использовать безножевый способ размола. В частности, в СибГУ им. М. Ф. Решетнева на кафедре машин и аппаратов промышленных технологий используют экспериментальную установку «струя-преграда», – отметила спикер в выступлении.

Маргарита Литвинова отметила, что размол волокнистых материалов в безножевой установке достигается преимущественно за счет сочетания нескольких физических воздействий: кавитации, при которой кавитационные пузырьки в жидкости взаимодействуют с волокнистым материалом, пульсирующей направленной струи суспензии, ударения струи суспензии о преграду, гидродинамического трения, вызванный силами трения. Задач исследования аспирантки было несколько: во-первых, это определение зависимости прироста степени помола от времени размола для обработки технической конопли. Исследования этого показателя производились на безножевой установке типа «струя-преграда» с концентрацией массы 1% давлением выброса 12 МПа. Также была исследована водоудерживающая способность технической конопли в процессе размола.

Согласно данным из доклада аспирантки, водоудерживающая способность у технической конопли несколько лучше, чем у целлюлозы. Это указывает на высокую степень набухания и гидратации волокон во время размола. Исследования разрывной длины волокна показали, что разница в длине разрыва между отливками, полученными из технической конопли и целлюлозы, очевидна – у конопли более высокая длина разрыва.

«Данная технология не новая. Мы возвращаемся к ней. Во время обработки технической конопли значительно сокращается по сравнению с размолом целлюлозы, что позволяет за счет этого повысить производительность размольной установки, а, следовательно, снизить энергозатраты. Бумагообразующие характеристики у технической конопли немного лучше, чем у целлюлозы. Физико-механические показатели оказались хуже у технической конопли, чем у целлюлозы. Это объясняется тем, что конопля до размола не подвергалась химической обработке, в отличие от целлюлозы, показатели которой оказались лучше», – рассказала Маргарита Литвинова. Положительными особенностями использования технической конопли является возможность использования готовой продукции без химической обработки, что значительно улучшает экологию при получении готовой продукции.
Источник:  https://upackunion.ru/novosti/tehnicheskaya-konoplya-ekologichnaya-alternativa-drevesnoj-czellyuloze/