工业大麻
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工业大麻是如何制造的

2021-07-14 09:59:29

大麻是一种独特的植物物种 Cannabis sativa L. ,可长到 4-15 英尺(1.2-4.5 米),直径可达 0.75 英寸(2 厘米)。该植物由称为髓的内层组成,被木质芯纤维包围,通常称为 hurds。韧皮纤维形成外层。初级韧皮纤维通过果胶(一种胶状物质)附着在芯纤维上。主要纤维用于纺织品、绳索和高级纸制品。木状芯纤维用于动物床上用品、花园覆盖物、燃料和各种建筑材料。


工业大麻制造

由于叶子形状相似,大麻经常与另一种大麻植物大麻混淆。主要区别在于它们的四氢大麻酚 (THC) 含量,这种成分在吸烟时会产生高浓度。大麻的 THC 含量高达 20%,而工业大麻的含量不到 1%。尽管存在这种差异,一些国家仍不愿将大麻种植合法化(尤其是美国),因为担心这会使控制药物的使用变得更加困难。大多数大麻品种还具有纤维含量非常高 (35%) 的空心茎,而大麻品种通常具有纤维含量低 (15%) 的实心茎。

加拿大是一个将大麻合法化的国家,但有一些限制。允许的最大 THC 浓度为 0.3%,所有大麻种植者都必须接受犯罪记录检查,并获得加拿大卫生部的许可。尽管有这些限制,大麻产量在短短一年内增加了三倍,从 1998 年收获的 6, 175 英亩(61.75 公顷)增加到 1999 年的近 20,000 英亩(200 公顷)。 1999 年加拿大种植的 95% 以上用于麻粒。

种植大麻的农民声称它是一种很好的轮作作物,几乎可以替代任何收成。它无需杀虫剂即可生长,并且擅长给土壤通气。以每英亩为基础,一项估计声称大麻为农民带来的收入(250-300 美元)高于玉米或大豆(100-200 美元)。与美国西北部的红杉树在类似的 20 年期间相比,一整季大麻的生长只需要 90 天,每英亩的纸张产量是其四倍。然而,还有其他品种的树木产量是大麻的两到三倍。

大麻的拥护者声称它可以用于 25,000 种不同的产品,从服装到食品再到洗浴用品。直到 19 世纪,90% 的船舶帆布帆、索具和网都使用大麻(因此它是美洲殖民地的必需作物)。今天,大麻纤维被用作汽车部件中玻璃纤维的替代品,并被制成用于窗户敷料、浴帘和室内装潢的布料。中国是世界上最大的大麻织物生产国,而印度则是全球最大的大麻织物生产国。

由大麻纤维制成的其他产品包括:绝缘材料、刨花板、纤维板、绳索、麻线、纱线、新闻纸、纸板、纸张、马厩床上用品和堆肥。已发现大麻床上用品在减少氨气味方面优于稻草和其他马厩材料。大麻籽用于制造甲醇和取暖油、色拉油、药品、肥皂、油漆和墨水。

目前,包括加拿大、英国、法国和中国在内的 32 个国家允许农民种植工业大麻。目前北美的大麻销售和出口市场估计每年在 50-1 亿美元之间。1997 年,美国从大麻制成的工业机织物的进口总额为 290 万美元。如果将其他产品(如纸张、洗发水和油)包括在内,进口额将跃升至 4000 万美元左右。大麻的纺织用途占加拿大生产的大麻产品的 5%。

大麻是 公元前8000年左右 在美索不达米亚(今土耳其)国内种植的第一种植物 。大麻是为了纤维和食物而种植的。据记载,大约在 公元前6500年 左右在中亚收获了它。 几个世纪后,中国开始种植大麻作为作物,后来将其用于医药。到 公元前2700 年 ,中东、非洲和亚洲大部分地区都将大麻用于织物、绳索、药物和食品。400 年后,大麻被引入欧洲。现存最古老的一张纸,一张 100% 的中国大麻羊皮纸,可追溯到公元 770 年。

从 公元前1000 年 到 19 世纪,大麻是世界上最大的农作物,还用于造纸和灯油。在此期间,《圣经》、《 爱丽丝梦游仙境》等几本知名书籍 , 印在麻纸上,几位著名艺术家在麻画布上作画。1606 年,一位法国植物学家在新斯科舍省种植了北美的第一批作物。托马斯·杰斐逊 (Thomas Jefferson) 在大麻纸上起草了《美国独立宣言》,并自己种植了大麻。两个世纪后,美国和加拿大于 1937 年通过《大麻税法》(这对任何大麻制造商征收每盎司一美元的税)停止了大麻种植,该法案后来在第二次世界大战期间取消。

自 1960 年代以来,全球大麻产量一直在下降,从 1961 年的超过 300,000 短吨(272,160 吨)大麻纤维和丝束到 1997 年的 69,000 短吨(62,597 吨)。中国占该产量的 36%,占总产量的 73%。粮食生产。同期数量从 80,000 短吨降至 37,000 短吨(72,576 至 33,566 吨)。1994 年左右,有 23 家造纸厂使用大麻纤维,估计世界每年产量为 12,000 短吨(10,886 吨)。这些工厂大多位于中国和印度,用于生产印刷和书写纸。其他人生产特种纸,包括卷烟纸。大麻纸浆和造纸厂平均每年生产约 5,000 短吨(4,536 吨),而木浆厂每年生产 250,000 短吨(226,800 吨)。

然而,在过去十年中,交易和制造大麻产品的公司数量急剧增加。自 1998 年加拿大刚刚将大麻生产和销售合法化以来,北美市场仍处于起步阶段。一年后在美国开始了大麻种植试验,尽管商业种植大麻仍然是非法的。

纤维加工使用很少的化学品,如果有的话。然而,根据制成的最终产品,纤维可以与其他材料混合,例如合成纤维或树脂作为粘合剂。对于造纸,水和化学品(氢氧化钠或硫化合物)与纤维混合以去除天然胶水成分。


栽培和收获

大麻是一种一年生植物,从种子中生长出来。它生长在各种土壤中,但往往在生产高产玉米的土地上生长最好。土壤必须排水良好,富含氮且非酸性。大麻喜欢温和的气候、潮湿的大气和每年至少 25-30 英寸(64-76 厘米)的降雨量。在播种之前,土壤温度必须至少达到 42-46°F(5.5-7.7°C)。

1.北美 8 月中旬,当植物开始脱落花粉时,作物就可以收获高质量的纤维了。四到六周后收获种子。纤维大麻通常在播种后 70-90 天内即可收获。使用具有独立齿排和切刀的专用机器。要收获用于纺织品的大麻,需要专门的切割设备。联合收割机用于收割谷物,经过改良以避免机器零件与韧皮纤维缠结。

2.收割作物后,根据天气情况,让茎秆在田间腐烂(通过自然暴露在环境中去除果胶 [粘合剂])四到六周,以松开纤维。当茎杆躺在田里时,植物提取的大部分养分会随着叶子分解而返回土壤。使用特殊机器将秸秆转动数次以均匀沤制,然后用现有的干草收割设备打包。棉包存放在干燥的地方,包括棚屋、谷仓或其他有盖的仓库。大麻秆的水分含量不应超过15%。当种植纤维时,产量范围为每英亩 2-6 短吨(1.8-5.4 吨)干茎,或 3-5 短吨(2.7-4.5 吨)。

粮食加工

  • 3 大麻种子在储存前必须适当清洁和干燥。通常在氮气氛下使用机械压榨机提取油,也称为机械冷压。防止氧气、光和热对生产具有可接受保质期的美味油至关重要。也出现了用于去除油的溶剂萃取方法,因为它们可以获得更高的产量。此类方法使用己烷、液态二氧化碳或乙醇作为溶剂。化妆品制造商可能需要精炼和除臭步骤。

  • 4 可能需要一个脱壳步骤,使用压碎机从种子上去除松脆的外皮。可能需要对现有设备进行修改,以充分清洁船体残留物的种子。

纤维加工

  • 5 为将木质芯与韧皮纤维分离,使用了一系列滚筒(破碎机)或锤磨机。然后将韧皮纤维清洗并梳理成所需的芯含量和细度,有时随后切割成一定尺寸并打包。在清洁和梳理之后,通常需要进行二次步骤。这些包括用于生产无纺垫和羊毛的消光、制浆(通过化学和物理方法分解纤维束以生产造纸纤维)和蒸汽爆炸,化学去除天然粘合剂以生产可编织纤维. 完整的纤维大麻加工线的产量为 2-8 短吨/小时(1.8-7.2 吨/小时)。

包装

  • 6 初级纤维被压制成高度压缩的包,类似于 棉花、 羊毛和聚酯等其他纤维 。其他产品,如马被褥,采用压缩包包装。

造纸

  • 7 韧皮纤维通常用于造纸,将其放入称为消化器的球形罐中,其中装有水和化学品。这种混合物在升高的温度和压力下加热长达八小时,直到所有纤维彼此分离。用过量的水清洗可去除化学物质和提取的结合成分(果胶)。然后将干净的纤维送入称为霍兰德打浆机的机器中,该打浆机由一个配备有绕水平轴旋转的轮子的大桶组成。这个打浆步骤持续长达 12 小时,将纤维切割成所需的长度,并产生适当粘合所需的表面粗糙度。有时会在此步骤中添加漂白化学品,或将漂白剂与纤维分开。

质量控制


测试大麻纤维的拉伸强度、细度(纤维直径),并记录颜色。在生长和生产过程的每个阶段都记录水分含量。植物的 THC 含量也经过连续测试,以确保该水平不超过 0.3% 标记。仍在研究大麻对行业的影响。设定的标准在不断地改变和改变。

副产品/废物


未使用的收获大麻被烧毁。在纤维加工过程中,芯纤维被保存下来,通常用于制造纸张、马匹床上用品或建筑材料。大多数大麻生产商通过去除灰尘,然后打包和包装来回收芯纤维。灰尘可以压成用作燃料的颗粒。核心的污垢和小碎片也用作高营养土壤添加剂。


在合法的地方,大麻产业以每年 20% 的速度增长。其他潜在用途正在开发中。例如,大麻粉已证明它可以用作水产养殖场的食品成分,特别是淡水鱼和虾。甚至大麻啤酒也进入了加拿大市场,但预计仍将占啤酒销量的一小部分。建筑业的复合材料也正在研究中。

使用大麻作为食物来源可能成为最大的应用,因为大麻种子具有很高的营养价值。种子含有必需的脂肪酸、蛋白质、钙、铁、锌和维生素 B、C 和 E。大麻种子可以制成油或面粉,也可以整粒食用,因为它的味道类似于松子或葵花籽.

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