органические порошки, крупка, стружка, шарики

Органические порошки

Органическими порошками называют переработанную биомассу, которая используется в производстве. Биопорошки получают из древесины, ореховой скорлупы, плодовых косточек, другого органического сырья. При более крупном дроблении, при размере частиц от 2 мм, продукцию называют крупкой, крошкой или шариками.

Свойства органических порошков

Биопорошки обладают рядом уникальных качеств, которые выгодно отличают их от неорганического сырья. Они полностью биоразлагаемы, в отличие от большинства полимерных порошков. Основное вещество органических порошков — целлюлоза, абсолютно нетоксичное вещество. Даже если при выращивании сельхозпродукции применялись пестициды и другие химикаты, биопорошок можно легко очистить от этих добавок, чтобы получить экологически чистый материал.

В каждом виде органического порошка есть стандартизированная маркировка. Она определяется размером фракций. Например, выделяют 11 марок древесной муки. В названии марки отражается размер частиц в микрометрах — от минимального 60мкм до максимального 1250мкм.

Биопорошки достаточно рыхлые, отличаются невысокой насыпной плотностью. Чем мельче фракция, тем насыпная плотность выше. Стандарты по плотности жестко определяются для мелкодисперсных порошков. Так, для древесной муки марки 180 насыпная плотность не может быть выше 14г на кубический сантиметр.

Органические порошки — пожароопасные горючие материалы. Биопорошки мелких фракций, такие как древесная мука, обладают способностью к самовоспламенению при температуре от 200°C или при сочетании нескольких факторов.

По мере увеличения дисперсности органических порошков повышаются их тиксотропные свойства, то есть слипаемость. Древесную муку мелких фракций можно намазывать на поверхность, как масло. У мелкодробленых органических порошков высокая гигроскопичность, поэтому хранят их во влагонепроницаемой таре — пластиковой, пленочной, многослойно-бумажной.

Как производят органические порошки

Сырье для биопорошков поставляется на предприятия по их производству с лесопилок, столярных мастерских, фабрик деревообрабатывающей и пищевой промышленности — мебельных, маслоэкстракционных, консервных.  А также от сельскохозяйственных организаций и фермеров, которые сами перерабатывают орехи и фрукты. Это может быть скорлупа миндаля, фисташек, фундука, грецких орехов. В южных странах перерабатывают много косточек оливок, персика, авокадо, абрикосов, арганы.

Стружку получают как отходы при ручном или станочном строгании и обтесывании лесоматериалов, опилки  —  при их распиле. Эти органические материалы или сразу упаковывают и складируют для продажи, или отправляют на переработку  —  очистку, сортировку, измельчение до древесной муки. Для производства ориентированно-стружечных плит стружку с одинаковой толщиной получают из цельной древесины на дисковых станках. Особый вид стружки —  древесная шерсть для фибробетона с длинными волокнами, ее можно получить из древесины только на специальном оборудовании.

Для получения древесной муки на мельницах в механических цехах дробят отходы деревообработки — щепу, опилки, стружки, могут использовать солому и сухие стебли растений. Цвет, размер, форма частиц определяется не только технологией дробления, но и породой дерева, из которого получают порошок. Если это смесь разных видов древесины, то порошок будет неоднородным.  

При производстве органических порошков применяют дробилки с разными механизмами работы. Самыми эффективными считаются пневмодинамические мельницы, в них биоматериалы самоизмельчаются в мощных воздушных потоках за счет разделения целлюлозных волокон. Также используются аппараты, где дробление идет за счет ударных волн.

Раздробленный на мельнице порошок поэтапно просеивают через несколько сит. В каждом последующем сите размер ячеек меньше, чем в предыдущем.  Порошки из скорлупы и косточек с высокой микронной точностью получают измельчением на шлифовальных машинах. А потом их также фракционируют на просеивающих аппаратах.

Как используют органические порошки

Самый массовый и дешевый из органических порошков — древесная мука. Ее используют для химической переработки, получения синтетических пленок и пластмасс.  Древесная мука входит в состав титановых белил, которые применяют при производстве огнеупорной и ламинированной бумаги, фотокаталитических бетонных смесей, лакокрасочных материалов, полимеров. Ее используют в качестве порообразователя при производстве пористых абразивных материалов.

Древесную муку также применяют в производстве древесно-полимерных композитов, скрепляющих паст, кровельных стройматериалов, паркетной плитки, линолеума, синтетического клея. А также строительных смесей, фенопластов, керамики, кирпичей, гипсокартона, электродов для сварки. При нефтедобыче древесные порошки используют как водопоглотители.

Более дешевые крупнофракционные марки органических порошков, а также опилки могут применять как подстилку для скота, посыпку при гололеде, мульчу для грядок, теплиц и клумб, удобрение, субстрат для выращивания рассады, грибов, кормовую добавку, отсыпку для дорожек и въездов. Стружка и опилки применяется при производстве стружкобетона, опилкобетона, арболита, фибробетона, других конструкционных и отделочных материалов. По сравнению с обычными стройматериалами у этих намного лучше теплоизоляционные качества.

Крупноизмельченную скорлупу фундука, фисташек и других орехов используют для защитного и декоративного мульчирования почвы, как дренаж для контейнерных и комнатных растений. Адсорбционные качества биопорошков используют для очистки натурального меха и меховых изделий, ликвидации разливов нефти. Из них производят активированный уголь и композиты для фильтров. В коптильнях при медленном сжигании разных видов органических порошков получают копченые продукты с различными ароматами и привкусами.

Органические порошки из древесины применяют как мягкий абразив для шлифовки фурнитуры, крепежа, подшипников, других деталей из металлов. Порошки из ореховой скорлупы более твердые, их используют в пескоструйной очистке металлов, бетона, пластика, ювелирных изделий, труб, двигателей и самолетных турбин, внешних поверхностей наземного и водного транспорта, впускных моторных клапанов. Эти порошки лучше всего удаляют граффити со стен. Ореховые порошки добавляют в строительные краски, чтобы получить рельефную текстуру. Их используют в составе кольмантантов  —  смесей для закрепления горных пород при бурении.

В органических порошках из скорлупы фисташек, фундука, грецкого ореха, миндаля содержится много ценных биологических веществ, поэтому из них получают экстракты с лечебными и косметическими свойствами. Эти экстракты добавляют в косметические кремы, лечебные гели, мази. Порошки из скорлупы орехов и косточек используют в скрабах и пилингах для лица и тела, зубных пастах, косметическом мыле. Порошок фисташковой скорлупы добавляют в пудры, губные помады и тональные кремы.

Наноорганические порошки

Измельчить органическое сырье из целлюлозы до наноразмеров сложно. Диаметр наночастицы должен быть не больше 100нм. У целлюлозных волокон поперечное сечение 4,8нм на 0,8нм, но длина порядка 1500нм. Для получения наноцеллюлозного порошка пучки волокон надо разделить на отдельные нити и заставить их принять компактную форму. Уже запатентованы технологии, которые позволяют это сделать.

Нанокристаллическую целлюлозу получают из бумажной макулатуры и древесины, отходов от переработки бананов и других фруктов. В этих материалах волокна целлюлозы скреплены цементирующим веществом — лигнином. Его надо удалить химическим способом. Также в целлюлозе есть аморфные части, соединяющие волокна. Для их удаления сырье обрабатывают сильными кислотами. В серной кислоте с концентрацией 65% целлюлозные волокна собираются в нанотрубки.

Нанокристаллическая целлюлоза обладает уникальными поляризационными свойствами, это используется для получения фотофильтров нового типа, экологически чистой окраски бумаги и тканей. Из чувствительных нанокристаллов производят сенсоры для определения влажности.

Благодаря эластичности материала его используют в гибких электронных приборах. В перспективе из наноцеллюлозы предполагается производить сверхпрочную и легкую обшивку автомобилей, защитные стекла, упаковку для длительного хранения продуктов. В медицине предполагает использовать наноцеллюлозу, чтобы восстанавливать зубы и кости, заживлять раны, точечно доставлять лекарства в пораженные органы. Губки из целлюлозного аэрогеля могут очищать водоемы от нефти.