Кокосовое волокно ( / ˈ k ɔɪər / ), также называемое кокосовым волокном , представляет собой натуральное волокно, извлекаемое из внешней оболочки кокоса [1] и используемое в таких изделиях, как коврики для пола , половики, щетки и матрасы. Кокосовое волокно представляет собой волокнистый материал, находящийся между твердой внутренней оболочкой и внешним слоем кокоса. Другие применения коричневого койра (изготовленного из спелого кокоса) - это обивка обивки, мешковина и садоводство. Белое койр , собранное с незрелых кокосов, используется для изготовления более тонких щеток, веревок, канатов и рыболовных сетей. [2] [3] Его преимущество в том, что он не тонет, поэтому его можно использовать на большой длине в глубокой воде без дополнительного веса, тянущего лодки и буи вниз.
Не следует путать кокосовое волокно с сердцевиной кокосового волокна , которая представляет собой порошкообразный и губчатый материал, получаемый в результате обработки кокосового волокна. [4] В некоторых странах кокосовое волокно называют «копрой», что еще больше вносит путаницу. Сердцевина химически похожа на койр, но содержит гораздо более короткие волокна. [5] Название «кокосовый торф» может относиться как к кокосовому волокну, так и к сердцевине или их смеси, поскольку оба обладают хорошими водоудерживающими свойствами в качестве заменителя торфа . [6]
Название койр происходит от கயிறு ( kayiru ), കയർ ( kayar ), тамильского и малаяламского слов, соответственно, обозначающих шнур или веревку (традиционно, своего рода веревка изготавливается из кокосового волокна). [7] [8] Веревки и канаты изготавливались из кокосового волокна с древних времен. Австронезийские народы , которые первыми одомашнили кокосы , широко использовали кокосовое волокно для веревок и сеннита при строительстве домов и лодок с прикрепленными ушками во время своих путешествий как в Тихом , так и в Индийском океанах . [9] [10] [11] [12]
Позже индийские и арабские мореплаватели, которые плавали по морям в Малайю, Китай и Персидский залив столетия назад, также использовали койр для своих корабельных канатов. Арабские писатели 11 века нашей эры упоминали обширное использование койра для корабельных канатов и такелажа . [12] [13]
Кокосовая промышленность в Великобритании была зарегистрирована до второй половины 19 века. В 1840 году капитан Уайдли в сотрудничестве с капитаном Логаном и Томасом Трелоаром [14] основал известную ковровую фирму Treloar and Sons в Ладгейт-Хилл, Англия, для производства койра в различные ткани, пригодные для напольных покрытий. [13]
Кокосовые волокна находятся между твердой внутренней оболочкой и внешним слоем кокосового ореха . Отдельные клетки волокон узкие и полые, с толстыми стенками из целлюлозы . Они бледные, когда незрелые, но позже затвердевают и желтеют, поскольку на их стенках откладывается слой лигнина . [15]
Каждая клетка имеет длину около 1 мм (0,04 дюйма) [ требуется ссылка ] и диаметр от 10 до 20 мкм (от 0,0004 до 0,0008 дюйма). [16] Волокна обычно имеют длину от 10 до 30 сантиметров (от 4 до 12 дюймов). [6] Существует два вида койра: коричневый и белый. Коричневый койр, собранный с полностью созревших кокосов, является толстым, прочным и имеет высокую износостойкость. [15] Обычно его используют в циновках, щетках и мешковине. [15] Зрелые коричневые волокна койра содержат больше лигнина и меньше целлюлозы, чем такие волокна, как лен и хлопок , поэтому они прочнее, но менее гибкие. Белые волокна койра, собранные с кокосов до их созревания, имеют белый или светло-коричневый цвет, они более гладкие и тонкие, но также и более слабые. Их обычно прядут для изготовления пряжи, используемой в циновках или веревках.
Кокосовое волокно относительно водонепроницаемо и является одним из немногих натуральных волокон, устойчивых к повреждению соленой водой. Для обработки коричневого кокоса используется пресная вода, в то время как для производства белого кооса используется как морская, так и пресная вода. [6]
Зелёные кокосы, собранные примерно через 6–12 месяцев на пальме, содержат гибкие белые волокна. Коричневые волокна вместо этого получаются при сборе полностью зрелых кокосов, когда питательный слой, окружающий семя, готов к переработке в копру и сушеный кокос. Затем волокнистый слой плода отделяется от твёрдой скорлупы (вручную), насаживая плод на шип для его раскалывания (шелушения). Опытный шелушильщик может вручную отделить 2000 кокосов в день. Сейчас доступны машины, которые измельчают целые плоды, чтобы получить свободные волокна. Эти машины могут обрабатывать до 2000 кокосов в час.
Волокнистую шелуху замачивают в ямах или сетках в медленно текущей воде, чтобы волокна набухли и стали мягче. [17] Длинные щетинистые волокна отделяются от более коротких матрасных волокон под кожурой ореха, этот процесс известен как мокрое измельчение.
Матрасные волокна просеиваются для удаления грязи и прочего мусора, высушиваются на солнце и упаковываются в тюки. Некоторым матрасным волокнам позволяют удерживать больше влаги, чтобы они сохраняли свою эластичность для производства скрученных волокон. Кокосовое волокно достаточно эластично, чтобы скручиваться без разрывов, и оно держит завиток, как будто оно постоянно завито. Скручивание выполняется путем простого изготовления веревки из мотка волокна и скручивания ее с помощью машины или вручную.
Длинное ворсовое волокно промывают в чистой воде, а затем сушат перед тем, как связать его в пучки или мотки. Затем его можно очистить и «вычесать» стальными гребнями, чтобы выпрямить волокна и удалить любые более короткие кусочки. Волокно ворса из кокосовой щетины также можно отбеливать и красить, чтобы получить мотки разных цветов. [ необходима цитата ]
Незрелые шелухи подвешиваются в реке или заполненной водой яме на срок до десяти месяцев. В это время микроорганизмы разрушают растительные ткани, окружающие волокна, чтобы ослабить их — процесс, известный как вымачивание . [17] Затем сегменты шелухи отбивают железными прутьями, чтобы отделить длинные волокна, которые затем сушатся и очищаются. Очищенные волокна готовы к прядению в пряжу с использованием простой одноручной системы или прялки. [ необходима цитата ]
В 2009 году исследователи из Национального института междисциплинарных наук и технологий CSIR в Тируванантапураме разработали биологический процесс извлечения кокосового волокна из кокосовой шелухи без загрязнения окружающей среды. Технология использует ферменты для разделения волокон путем преобразования и растворения растительных соединений для ограничения загрязнения вод, вызванного вымачиванием шелухи. [18]
Поскольку в кокосовой сердцевине содержится много натрия и калия, ее обрабатывают перед использованием в качестве среды для выращивания растений или грибков путем замачивания в буферном растворе кальция; говорят, что большая часть кокосового волокна, продаваемого для выращивания, предварительно обработана. [19] После того, как из кокосовой сердцевины выщелочены все оставшиеся соли, она и кокосовая стружка становятся подходящими субстратами для выращивания грибков. Кокосовое волокно от природы богато калием, что может привести к дефициту магния и кальция в беспочвенных садоводческих средах. Кокосовое волокно редко используется в качестве материала для горшков, за исключением орхидей, и не нуждается в буферизации, так как имеет очень низкую емкость катионного обмена (CEC), следовательно, не удерживает соли.
Кокосовое волокно действительно является подходящим субстратом для использования в садоводстве в качестве беспочвенной горшечной среды. Высокое содержание лигнина в материале долговечно, удерживает больше воды и не скатывается с краев горшка при высыхании, что облегчает повторное смачивание. Этот легкий субстрат имеет преимущества и недостатки, которые можно исправить добавлением соответствующей добавки, такой как крупный песок для веса для внутренних растений, таких как Draceana. Также следует рассмотреть питательные добавки. Кальция и магния будет не хватать в горшечных смесях из кокосового волокна, поэтому естественным хорошим источником этих питательных веществ является доломитовая известь, которая содержит оба. pH имеет первостепенное значение, поскольку сердцевина кокосового волокна имеет тенденцию иметь высокий pH после нескольких месяцев использования, что приводит к остановке роста растений и многочисленным дефицитам. Кокосовое волокно также имеет недостаток в том, что оно чрезвычайно чувствительно к парниковому грибку Leucocoprinus . Добавление полезных микробов в кокосовый субстрат оказалось успешным в условиях тропических теплиц и внутренних помещений. Грибы растут и размножаются во влажной атмосфере, образуя плодовые тела (грибы).
Щетинная койра — самая длинная разновидность кокосового волокна. Она производится из вымоченной кокосовой шелухи с помощью процесса, называемого дефибрированием. Извлеченное таким образом кокосовое волокно затем расчесывается стальными гребнями, чтобы очистить волокно и удалить короткие волокна. Щетинная койра используется в качестве щетины в щетках для бытового и промышленного применения.
Красная койра используется в напольных ковриках и половиках , щетках , матрасах , напольной плитке и мешковине. [15] Небольшое количество также перерабатывается в шпагат . [15] Подушечки из скрученного коричневого волокна койры, изготовленные методом иглопробивного валяния (машинная технология, при которой волокна спутываются), формуются и разрезаются для наполнения матрасов и для использования в борьбе с эрозией на берегах рек и склонах холмов. Большая часть подушечек из коричневого волокна койры покрывается каучуковым латексом , который связывает волокна вместе (прорезиненная койра) для использования в качестве обивочной набивки для автомобильной промышленности в Европе. Материал также используется для упаковки. [15]
Основное применение белой койры — производство канатов . [15] Коврики из плетеного волокна койры изготавливаются из более тонких сортов щетины и белого волокна с использованием ручных или механических ткацких станков. Белая койра также используется для изготовления рыболовных сетей из-за ее высокой устойчивости к соленой воде . [15]
В сельском хозяйстве и садоводстве койр используется в качестве органического и декоративного компонента в почве и горшечных смесях. В связи с растущей обеспокоенностью относительно устойчивости производства сфагнума (торфяного мха) и торфа из торфяников, использование альтернативных субстратов растет; побочный продукт койр является одним из часто используемых заменителей. [20] Однако многие источники койра сильно загрязнены патогенными грибками, и выбор источника важен. Кокос также полезен для отпугивания улиток от деликатных посадок и в качестве среды для выращивания в интенсивном тепличном садоводстве. [21]
Кокосовое волокно используется в некоторых гидропонных системах выращивания в качестве инертного субстрата.
Кокосовое волокно также используется в качестве субстрата для выращивания грибов. Кокосовое волокно обычно смешивают с вермикулитом и пастеризуют кипящей водой. После того, как смесь кокоса/вермикулита остынет до комнатной температуры, ее помещают в большую емкость, обычно пластиковую коробку. Затем добавляют заранее подготовленные банки с мицелием, обычно выращенным с использованием субстратов, таких как ржаные зерна или семена диких птиц. Это мицелий гриба, который колонизирует смесь кокоса/вермикулита, в конечном итоге давая плоды грибам.
Кокосовое волокно можно использовать в качестве субстрата для террариума для рептилий и паукообразных. [22] [23]
Сердцевина кокосового волокна или кокосовая пыль может удерживать большое количество воды, как губка. [24] Он используется в качестве замены традиционному торфу в почвенных смесях или в качестве субстрата без почвы для выращивания растений. [24] Его называют «кокосовым торфом», потому что он по отношению к свежему кокосовому волокну отчасти похож на торф по отношению к торфяному мху, хотя это не настоящий торф.
Отходы кокосового волокна, поступающие с предприятий по производству кокосового волокна, промываются, подвергаются термической обработке, просеиваются и сортируются перед переработкой в продукты из кокосового торфа различной зернистости и плотности, которые затем используются в садоводстве и сельском хозяйстве, а также в качестве промышленного абсорбента.
Обычно поставляется в виде спрессованных тюков, брикетов, плит или дисков, конечный пользователь обычно расширяет и аэрирует спрессованный кокосовый торф путем добавления воды. Один килограмм сухого кокосового торфа расширится до 15 литров влажного кокосового торфа.
Кокосовый торф используется в качестве почвенного кондиционера . Из-за низкого содержания питательных веществ в своем составе кокосовый торф обычно не является единственным компонентом в среде, используемой для выращивания растений. Когда растения выращиваются исключительно в кокосовом торфе, важно добавлять питательные вещества в соответствии с конкретными потребностями растений. Кокосовый торф из Филиппин , Шри-Ланки и Индии содержит несколько макро- и микропитательных веществ для растений, включая значительное количество калия . Этот дополнительный калий может повлиять на доступность магния. Добавление дополнительного магния посредством добавления сульфатов магния может исправить эту проблему.
Кокосовый торф не полностью разлагается, когда поступает, и будет использовать имеющийся азот по мере его поступления (это называется истощением), конкурируя с растением, если его недостаточно. Это называется азотным воровством; это может вызвать дефицит азота у растений. Кокосовое волокно плохого происхождения может содержать избыток солей и нуждается в промывке (проверьте электропроводность сточной воды, смойте, если она высокая). Он хорошо удерживает воду и удерживает примерно в 1000 раз больше воздуха, чем почва. Добавление медленно высвобождающихся или органических удобрений настоятельно рекомендуется при выращивании с использованием кокосового волокна.
Кокосовое волокно обычно применяется в следующих областях:
Кокосовое волокно можно повторно использовать до трех раз с небольшой потерей урожая. Кокосовое волокно из больных растений не следует повторно использовать, если стерилизация не была тщательной.
Благодаря своим превосходным абсорбционным возможностям по сравнению с абсорбентами на основе глины, кремнезема и диатомита, сухая сердцевина кокосового волокна приобретает популярность как абсорбент масел и жидкостей. Многие другие абсорбенты приходится добывать, тогда как сердцевина кокосового волокна является отходом, который в изобилии присутствует в странах, где кокос является основным сельскохозяйственным продуктом.
В 2024 году в результате разлива нефти в заливе Манила DILG Bataan обратилась за помощью в получении сена, волос и кокосовой шелухи для переработки в нефтяные боны в качестве абсорбента для операций по очистке , проводимых Береговой охраной Филиппин . [25] [26]
Сердцевина кокосового волокна также используется в качестве подстилки в туалетах, на животноводческих фермах и в домиках для домашних животных для поглощения отходов жизнедеятельности животных.
Кокосовое волокно (койр) используется в качестве строительного материала, поскольку натуральные волокна являются экологически чистыми. Кроме того, кокосовое волокно (CF) устойчиво к теплопроводности, очень прочное, пластичное, долговечное, возобновляемое и недорогое. В экспериментальном исследовании было отмечено, что при частичной замене 2% цемента на CF прочность бетона на сжатие увеличивается. [27]
Trichoderma coir pith cake (TCPC) был подготовлен и успешно использован для борьбы с болезнями растений. Сухой продукт TCPC имеет длительный срок хранения. [28] [29] [30]
Кокосовое волокно является аллергеном , также как латекс и другие материалы, часто используемые при обработке кокоса. [31]
Кокосовое волокно может содержать организмы, представляющие угрозу биобезопасности стран , в которые оно импортируется. Кокосовый торф импортируется в Новую Зеландию примерно с 1989 года, с заметным ростом с 2004 года. К 2009 году в импортируемом кокосовом торфе было обнаружено в общей сложности 25 новых видов сорняков. Правила, касающиеся импорта кокосового торфа в Новую Зеландию, были изменены для улучшения мер биобезопасности. [32]
С другой стороны, койр также может содержать полезные формы жизни. Было обнаружено, что кокосовый койр из Мексики содержит большое количество колоний полезного грибка Aspergillus terreus , который действует как биологический контроль против фитопатогенных грибков. [33] Trichoderma — это природный грибок в кокосовом торфе; он работает в симбиозе с корнями растений, защищая их от патогенных грибков, таких как Pythium . [ требуется ссылка ]
Кокосовый торф можно стерилизовать , чтобы удалить потенциальные патогены и сорняки вместе с полезной жизнью. Это можно сделать, чтобы удалить загрязняющие вещества из свежего материала или повторно использовать старую койру. Можно использовать как тепло (кипячение или обжиг), так и химические средства. [34] [35]
Общее мировое производство кокосового волокна составляет 1 276 624 тонны (1 256 462 длинных тонны; 1 407 237 коротких тонн). Индия, в основном в прибрежном регионе штата Керала , производит 60% от общего объема мировых поставок белого кокосового волокна. Шри-Ланка производит 36% от общего объема производства коричневого волокна. Более 50% кокосового волокна, производимого ежегодно во всем мире, потребляется в странах происхождения, в основном в Индии. Вместе Индия и Шри-Ланка произвели 59% кокосового волокна, произведенного в 2020 году. [37] Шри-Ланка остается крупнейшим в мире экспортером кокосового волокна и продукции на его основе.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )