Кенаф [этимология: персидский], [2] Hibiscus cannabinus — растение семейства мальвовых, также называемое деканской коноплей и яванским джутом . Hibiscus cannabinus относится к роду Hibiscus и произрастает в Африке , хотя его точное происхождение неизвестно. [1] Название также относится к волокну, полученному из этого растения. Кенаф — одно из родственных волокон джута , обладающее схожими характеристиками.
Другие названия включают бимли , амбари , амбарскую коноплю и бимлипатум-джут .
По данным Мияке и Сузуты (1937), во всем мире существует более 129 названий кенафа.
Это однолетнее или двулетнее травянистое растение (редко недолговечное многолетнее растение ), вырастающее до 1,5–3,5 м в высоту с деревянистым основанием. Стебли диаметром 1–2 см, часто, но не всегда, разветвленные. Листья длиной 10–15 см и изменчивой формы; листья у основания стеблей глубоко лопастные (от 3 до 7 лопастей), а листья у верхушки стебля мелко лопастные или нелопастные ланцетные . Цветки диаметром 8–15 см. Цвет основания цветка может быть белым, желтым или фиолетовым, а белые и желтые цветки темно-фиолетовые в центре. Плод представляет собой коробочку диаметром 2 см, содержащую несколько семян .
Волокна кенафа находятся в лубе (коре) и сердцевине (древесине). Луб составляет 40% растения. «Сырое волокно», отделенное от луба, является многоклеточным, состоящим из нескольких отдельных клеток, склеенных вместе. [6] Отдельные клетки волокна имеют длину около 2–6 мм и тонкие. Стенка клетки толстая (6,3 мкм). Волокно кенафа из луба может быть получено длиной до 2 метров, и оно становится все более распространенным в полимерной композитной и бетонной промышленности. [7] Волокно кенафа необходимо правильно обрабатывать, чтобы удалить лигнин. Прочность на разрыв волокна кенафа составляет около 800 МПа, что делает его подходящим натуральным волокном для инженерных применений. [8] Сердцевина составляет около 60% растения и имеет волокнистые клетки, которые толстые (≈38 мкм), но короткие (0,5 мм) и тонкостенные (3 мкм). [9] Бумажная масса может быть произведена с использованием всего стебля, и поэтому содержит как лубяные, так и сердцевинные волокна. Качество массы похоже на качество твердой древесины .
Кенаф выращивают ради волокна в Индии , Бангладеш , Соединенных Штатах Америки , Индонезии , Малайзии , Южной Африке , Вьетнаме , Таиланде , некоторых частях Африки и в небольшой степени в Юго-Восточной Европе . Стебли производят два типа волокна: более грубое волокно во внешнем слое ( лубяное волокно ) и более тонкое волокно в сердцевине. Лубяные волокна используются для изготовления веревок. Кенаф созревает за 100–200 дней. Впервые выращенный в Египте более 3000 лет назад, листья растения кенафа были компонентом рациона как человека, так и животных, в то время как лубяное волокно использовалось для изготовления сумок, веревок и парусов для египетских лодок. Эта культура не была завезена в Южную Европу до начала 1900-х годов. Сегодня, хотя основными районами земледелия являются Китай и Индия , кенаф также выращивают в таких странах, как США, Мексика и Сенегал.
Основными видами использования волокна кенафа были веревка , шпагат , грубая ткань (похожая на ту, что сделана из джута ) и бумага . В Калифорнии, Техасе, Луизиане и Миссисипи в 1992 году было выращено 3200 акров (13 км2 ) кенафа, большая часть которого использовалась в качестве подстилки для животных и корма для них.
Кенафовое волокно применяется в следующих областях: инженерная древесина ; изоляция ; ткань для одежды ; безземельные горшечные смеси; подстилка для животных; упаковочный материал; и материал, который впитывает масло и жидкости. Он также полезен в качестве резаного лубяного волокна для смешивания со смолами при изготовлении пластиковых композитов, в качестве средства для предотвращения потерь бурового раствора для нефтяных буровых растворов и для засеянной гидромульчи для борьбы с эрозией. Кенаф можно изготавливать в виде различных типов экологических матов, таких как засеянные травяные маты для мгновенных газонов и формованные маты для готовых деталей и контейнеров. Panasonic открыла завод в Малайзии для производства плит из волокна кенафа и их экспорта в Японию.
Кроме того, в рамках общих усилий по повышению экологичности транспортных средств Ford и BMW изготавливают материал для автомобильных кузовов частично из кенафа. Первое применение кенафа в автомобиле Ford было в Ford Escape 2013 года . [10] В BMW i3 кенаф используется в черном обрамлении. [11]
Ожидается, что использование кенафа позволит компенсировать потребление 300 000 фунтов смолы на масляной основе в год в Северной Америке и снизить вес дверных брусьев на 25 процентов.
В 2021 году сообщалось, что израильская компания Kenaf Ventures разрабатывает и производит экологически чистое сырье из растения кенаф (Hibiscus cannabinus) в целях декарбонизации строительного сектора без снижения качества продукции. [12]
Из семян кенафа получают пищевое растительное масло . Масло семян кенафа также используется в косметике, промышленных смазочных материалах и для производства биотоплива . Масло кенафа богато омега- полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК). Масло семян кенафа содержит высокий процент линолевой кислоты (Омега-6), полиненасыщенной жирной кислоты (ПНЖК). Линолевая кислота (C18:2) является доминирующей ПНЖК, за ней следует олеиновая кислота (C18:1). Альфа-линоленовая кислота (C18:3) присутствует в количестве от 2 до 4 процентов.
Масло семян кенафа составляет 20,4% от общего веса семян, что сопоставимо с весом семян хлопка. [ необходима цитата ] Пищевое масло семян кенафа содержит:
_(page_118_crop).jpg/1280px-Kenaf_-_New_crops_new_uses_new_markets_-_industrial_and_commercial_products_from_US_agriculture_(IA_yoa1992)_(page_118_crop).jpg)
Наиболее распространенным способом изготовления бумаги из кенафа является варка целлюлозы из соды перед обработкой полученной массы на бумагоделательной машине .
Использование кенафа в производстве бумаги дает различные экологические преимущества по сравнению с производством бумаги из деревьев. В 1960 году Министерство сельского хозяйства США обследовало более 500 растений и выбрало кенаф как наиболее перспективный источник газетной бумаги без использования деревьев . В 1970 году газетная бумага из кенафа, произведенная на заводе International Paper Company в Пайн-Блафф, штат Арканзас , успешно использовалась шестью американскими газетами. Бумага для печати и письма, изготовленная из волокнистого растения кенафа, предлагается в Соединенных Штатах с 1992 года. В 1987 году канадский завод снова произвел 13 рулонов газетной бумаги из кенафа, которые использовались четырьмя американскими газетами для печати экспериментальных выпусков. Они обнаружили, что газетная бумага из кенафа [13] обеспечивает более прочные, яркие и чистые страницы, чем стандартная сосновая бумага, с меньшим ущербом для окружающей среды. Отчасти из-за того, что волокна кенафа по своей природе белее древесной пульпы, для создания более яркого листа бумаги требуется меньше отбеливания. Перекись водорода — экологически безопасное отбеливающее средство, не образующее диоксинов , — успешно применяется для отбеливания кенафа.
Различные отчеты показывают, что энергетические потребности для производства целлюлозы из кенафа примерно на 20 процентов меньше, чем для древесной целлюлозы , в основном из-за более низкого содержания лигнина в кенафе. Многие из предприятий, которые сейчас обрабатывают южную сосну для использования в бумаге, могут быть переоборудованы для использования кенафа. [ необходима цитата ]
Площадь кенафа в 1 акр (4000 м 2 ) производит от 5 до 8 тонн сырого растительного луба и сердцевинного волокна за один вегетационный сезон. Для сравнения, 1 акр (4000 м 2 ) леса (в США) производит приблизительно от 1,5 до 3,5 тонн пригодного к использованию волокна в год. Подсчитано, что выращивание кенафа на 5000 акрах (20 км 2 ) может производить достаточно целлюлозы для снабжения бумажного завода производительностью 200 тонн в день. За 20 лет 1 акр (4000 м 2 ) сельскохозяйственных угодий может производить в 10-20 раз больше волокна, чем 1 акр (4000 м 2 ) южной сосны. [14]
Кенаф, как одно из важнейших натуральных волокон в мире , отмечен Международным годом натуральных волокон 2009. Первым романом, опубликованным с использованием 100%-ной бумаги кенафа, был « Земля мусора и дом Альфредо» Кенна Амдаля (1997, Clearwater Publishing Company). [15]
Дэвид Брауэр , бывший исполнительный директор Sierra Club , в главе 8 своей полуавтобиографической экологической книги Let the Mountains Talk, Let the Rivers Run: A Call to Save the Earth (1995, Harper Collins) под названием «Лесная революция» выступал за использование бумаги кенафа и объяснял ее многочисленные преимущества перед древесной массой. Первое издание книги было напечатано на бумаге кенафа.