Фабрики навчаються перетворювати залишки з бананових плантацій на сировину для текстилю, паперу та біокомпозитів, пише Еcoticias.
Дослідження циклічності у вирощуванні бананів, опубліковане в журналі Packaging Technology and Science, показало, що лише невелика частина рослини стає їжею. Решта – це біомаса, яка зазвичай залишається на полі або видаляється як відходи. У деяких виробничих системах залишки можуть сягати близько 220 тонн на гектар. За оцінками дослідників, бананові пальми щороку генерують десятки мільйонів тонн відходів у країнах-виробниках, таких як Бразилія.
Ці стебла містять міцні целюлозні волокна з міцністю на розрив, яка може перевершити класичні натуральні волокна, такі як джут і сизаль, що робить їх привабливими для пряжі та армуючих матеріалів.
Роками бананове волокно використовувалося в невеликих ремісничих проектах. Велика зміна зараз полягає в тому, що компанії створюють промисловий ланцюг поставок зі стандартами якості, відстеженням та процедурами безпеки, подібними до інших натуральних волокон.
У Бразилії цей зсув став помітним, коли з’явилися проєкти в Інституті текстильних технологій, одягу та дизайну SENAI. Вони розробляють тканини з волокна бананових стебел для великомасштабного використання.
Одна з цих ініціатив, відома як Banana Têxtil , довела тканину, виготовлену з бананових стебел, до фіналу BRICS Solutions Awards. Це показало, що матеріал придатний для промислового ткацтва, а не лише для ремісничих ринків.
Як виготовляють бананове волокно
Зазвичай операція починається поблизу ферм. Свіжі стебла важкі та повні води, тому їх недоцільно перевозити на великі відстані. Коли вантажі врешті прибувають на завод, їх сортують за розміром, вологістю та станом.
Стебла сушать, а потім механічно, за допомогою валиків та лез, пресують і відокремлюють волокнисту фракцію від м’якшої, вологішої пульпи.
Технічні дослідження визначають цей механічний шлях як найбільш реалістичний варіант для промислового масштабу, оскільки він дозволяє уникнути використання агресивних хімічних речовин і забезпечує отримання волокна, які можна вирівнювати та прясти. Лабораторні дослідження показують, що механічно видобуті псевдостеблові волокна можуть досягати міцності на розрив близько 570 мегапаскалів, що вище, ніж у багатьох інших рослинних волокон, що використовуються в текстилі та композитах.
Потім волокно проходить інтенсивне промивання. Мета полягає у видаленні неволокнистих залишків, зменшенні запаху та покращенні відчуття. Тут екологічні компроміси стають очевидними. Прання споживає значну кількість води, тому найсучасніші заводи інвестують у системи рециркуляції та очищення стічних вод, щоб контролювати як витрати, так і вплив.
Сушіння та контроль якості
Після очищення волокна потрібно сушити у контрольованих умовах. Багато фабрик сушать його у печах з вентиляцією, щоб уникнути появи цвілі та зберегти стабільність кольору. Недавні дослідження показали, що температура сушіння впливає на фізичні та механічні властивості волокон.
Обладнання для розпускання та вирівнювання, подібне до того, що використовується для інших рослинних волокон, потім готує матеріал для прядіння, нетканих матеріалів або композитного армування.
Команди з контролю якості зазвичай контролюють середню довжину, вологість, домішки та, на більш структурованих заводах, параметри міцності. Це важливо для прядильних установ, які мають отримувати бананове волокно, яке поводиться однаково щоразу.
Найбільша увага приділяється текстилю. Проєкти в Бразилії та інших країнах-виробниках вже прядуть пряжу та роблять тканини, що поєднують бананове волокно з бавовною або іншими волокнами для одягу та домашнього текстилю.
А випробування альтернативних паперових та целюлозних матеріалів переходять від лабораторних аркушів до пілотних ліній. Нещодавнє дослідження з відкритим доступом випробувало термомеханічно екстраговане псевдостеблове волокно, змішане з гуміарабіком, для формування картону для упаковки фруктів, який показав такі ж результати або навіть кращі, ніж лотки з переробленої паперової маси, у кількох механічних випробуваннях, хоча й поглинав більше води.
А як щодо решти рослини?
Волокниста фракція – це лише частина історії. Жом та сік, що залишають лінію лущення, можна перетворити на компост, тверді добрива, біогаз або навіть рідкі добрива.
Експерименти з використанням стебла банана як основи для органічних рідких добрив у поєднанні з мікробними сумішами показують, що цей залишок може постачати поживні речовини, допомагаючи фермерам зменшити їхню залежність від синтетичних речовин.
На практиці, завод закриває свої екологічні та фінансові рахунки лише тоді, коли більша частина цієї біомаси знаходить застосування. В іншому випадку керівникам доводиться платити за утилізацію мокрих відходів, а місцеві громади стикаються з проблемами неприємного запаху та стоку.
Є ще над чим працювати
Бананове волокно не замінить усі синтетичні волокна у вашій шафі, і експерти чітко стверджують, що логістика, навчання фермерів та управління стічними водами залишаються слабкими місцями в багатьох проєктах. Тим не менш, це пропонує спосіб перевести частину поставок текстилю, паперу та упаковки з викопного палива на сільськогосподарські відходи, які вже існують у величезних обсягах.
Нові матеріали - більше новин
Нагадаємо, що дослідники зі швейцарського інституту матеріалознавства розробили надтонкі покриття на основі графену. Вони можуть використовуватися в лікарнях, адже у інфрачервоному світлі це покриття може нейтралізувати небезпечні патогени.
Механізм полягає в точній ланцюговій реакції. Під інфрачервоним світлом покриття нагрівається приблизно до 44 градусів, і тепло послаблює мікроби. Але більш значний ефект є хімічним: світло запускає реакцію між наноматеріалом і навколишнім киснем, утворюючи високореактивні молекули, відомі як кисневі радикали, які атакують і пошкоджують бактеріальні поверхні.
