ماشین الیاف استنده با مولفه زیستی PE/PET: مشکلات در تولید الیاف مبتنی بر زیست

منظره پیچیده تولید فیبر پایدار

امروزه، هر چه بیشتر افراد در سراسر جهان به متنون‌های دوستدار محیط زیست نیاز دارند، تولیدکنندگان با مجموعه‌ای از مشکلات روبرو می‌شوند هنگامی که سعی می‌کنند فیبرهای بیشتری مبتنی بر منابع طبیعی تولید کنند. ببینید، حرکت دور از روش قدیمی استفاده از پلیمرهای حاصل از نفت و تغییر به مواد تجدیدپذیر آسان نیست. مواد جدید در طول فرآیند تولید رفتار بسیار متفاوتی دارند. به عنوان مثال، دمای ذوب آنها، چگالی یا شناوری آنها (که به آن ویسکوزیته می‌گویند) و نحوه تشکیل بلورها از مواد سنتی متفاوت هستند. به علت این تفاوت‌ها، خیلی دشوار است که فیبرها را به صورت یکنواخت تولید کنیم. این موضوع در نهایت به کیفیت فیبرها و سرعت و روانی تولید تأثیر می‌گذارد.

مسائل فنی در توسعه فیبر دومولفه‌ای

با توجه به دشواری‌های موجود در تولید سیم پروتئینی مبتنی بر زیست، ساخت سیم‌های دومؤلفه‌ای از چسب‌های مبتنی بر زیست چالش بزرگتری است. سیم‌های دومؤلفه‌ای دو لایه چسب مختلف دارند و تنظیم دقیق این لایه‌ها طی فرآیند خارج شدن (هنگامی که ماده از یک گوشه کوچک عبور می‌کند تا سیم شکل بگیرد) بسیار دشوار است، به ویژه هنگامی که از مواد مبتنی بر گیاه استفاده می‌شود. این چسب‌های مبتنی بر گیاه خواص حرارتی منحصر به فردی دارند، بنابراین فرآیند باید به شدت تحت کنترل باشد. باید مطمئن شوید که چسب‌ها نتخراب شوند و همچنین به درستی به هم چسبیده باشند. اگر نتوانید این مشکلات فنی را حل کنید، این موضوع مستقیماً مقدار سیم‌های قابل تولید شما را کاهش خواهد داد و همچنین عملکرد سیم‌های نهایی را نیز تحت تأثیر قرار خواهد داد.

بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند برای مواد تجدیدپذیر

از آنجایی که ایجاد الیاف دو مولفه‌ای بسیار سخت است، تولید موفق الیاف زیستی واقعاً نیاز به بازبینی کامل روش‌های تولید قدیمی دارد. چیزهایی مثل دما در مراحل مختلف فرآیند، طراحی برگ‌های مارپیچ که مواد را حرکت می‌دهند، و روش جوشاندن الیاف (قهوه‌کشی) باید تغییر کنند تا با خواص رئولوژیکال الیاف زیستی سازگار شوند. خواص رئولوژیکال عمدتاً نحوه جریان و تغییر شکل ماده را نشان می‌دهند. عملکردان باید سیستم‌های نظارت دقیقی داشته باشند تا قطر و قدرت الیاف را ثابت نگه دارند، به ویژه هنگام استفاده از ترکیب مواد مختلف یا مواد بازیافتی. تنظیم صحیح فرآیند اکنون بسیار حیاتی است اگر تولید پایدار الیاف باید یک کسب و کار عملی و سودمند شود.

راه‌حل‌های کارآمد برای مقیاس‌بندی تولید

در حالی که بهینه‌سازی فرآیند امری حیاتی است، هزینه نیز هنگام تغییر به تولید الیاف مبتنی بر بیو، نگرانی بزرگی است. در نهایت، اگر خیلی گران باشد، گزینه عملی‌ای نخواهد بود. راهی برای مقابله با این موضوع استفاده از سیستم‌های خشک کردن با مصرف انرژی کم است. این سیستم‌ها علاوه بر صرفه‌جویی در انرژی، کمک می‌کنند تا هزینه‌ها کاهش یابد. یک ایده عالی دیگر تنظیم بازیابی حلقه بسته برای محصولات فرعی فرآیند است. این به معنای استفاده از زباله‌های یک قسمت از تولید برای استفاده مجدد در قسمت دیگری است. فناوری‌های اتماسیون پیشرفته نیز می‌توانند کمک کنند. آنها میزان موادی که در هنگام شروع تولید ضایع می‌شوند را کاهش می‌دهند. و استفاده از راهبردهای نگهداری پیش‌بینی‌پذیر برای تجهیزات می‌تواند اطمینان حاصل کند که ماشین‌ها به طور حداکثری و بدون خرابی استفاده شوند. تمام این موارد با هم کمک می‌کنند تا مشکلات هر دو مقدار هزینه لازم برای شروع (سرمایه‌گذاری) و هزینه‌های نگهداری تولید (هزینه عملیاتی) حل شود.

افزایش عملکرد فیبر از طریق نوآوری در مواد

حتی با وجود راه‌حل‌های کارآمد از نظر هزینه، یک جنبه مهم دیگر بهبود عملکرد فیبرهای زیستی است. به خوشبختی، پیشرفت‌های اخیر در شیمی پلیمرها امکان‌های جدیدی را برای ما باز کرده است. دانشمندان در حال ارائه درمان‌های سطحی اصلاح‌شده هستند. این درمان‌ها می‌توانند به فیبرها کمک کنند تا رنگ‌ها را بهتر جذب کنند و مدیریت رطوبت را مؤثرتر انجام دهند. این بدان معناست که راه‌های بیشتری برای استفاده از این فیبرها در متن‌کشی وجود دارد. محققان همچنین در حال کار روی سازگارسازهای جدید هستند. این مواد عبارتند از ترکیباتی که کمک می‌کنند پلیمرهای زیستی مختلف بهتر به هم چسبند. با توانایی تولید فیبرهای ترکیبی با عملکرد بالا، آنها نزدیک‌تر به این هستند که فیبرهای زیستی را به اندازه فیبرهای سنتی یا حتی بهتر عمل کنند.

جهت‌های آینده در تولید متن‌کشی پایدار

نگاه کردن به تمام تلاش‌ها برای بهبود تولید بیوفیبر، نسل بعدی فناوری‌ها واقعاً جالب است. آنها در حال تمرکز بر ایجاد سیستم‌های یکپارچه هستند که تولید مواد و تراشیدن فیبر را به یک فرآیند پیوسته تبدیل می‌کنند. فرآیندهای نوپدیدی وجود دارند که می‌توانند زباله‌های کشاورزی را مستقیماً به فیبرهای با کیفیت متنسج تبدیل کنند با استفاده از انزیم‌ها و تیمارهای مکانیکی. این موضوع نه تنها برای محیط زیست مفید است بلکه راه عالی‌ای برای استفاده از مواد زباله است. همچنین، سیستم‌های کنترل کیفیت پیشرفته‌ای که از بازرسی تصویری توانایی هوش مصنوعی استفاده می‌کنند، در حال توسعه هستند. این سیستم‌ها تضمین خواهند کرد که همانطور که تولید گسترش می‌یابد، کیفیت فیبرها ثابت بماند. تمام این توسعه‌های نوین قابلیت دارند تا تولید پایدار متنسج را کاملاً تغییر دهند و همچنان قیمت‌ها را رقابت‌پذیر نگه دارند، که خبر خوبی برای هم صنعت و هم مصرف‌کنندگانی است که نگران محیط زیست هستند.