الیاف ذرت با تخمیر نشاسته ذرت، که تولید اسید لاکتیک (به عنوان مثال، پلیمر) است، آغاز می شود. در نظر داشته باشید از پوست ، ساقه و ریش ریشهای روی ذرت هم الیاف تولید میکنند اما در این مقاله به بررسی نشاسته ذرت پرداختیم.
الیاف ذرت چیست؟
فیبر ذرت فیبر مصنوعی است که دارای مزایای استفاده از مواد مصنوعی و خواص مختلف محصولات طبیعی مانند الیاف پنبه و الیاف پشم است.
تولید پلیمر در فیبر ذرت شامل فرایند تخمیر، تقطیر و پلیمریزاسیون قند ساده گیاهی (ذرت دقتلوس) در مقیاس صنعتی می باشد. در ابتدا، قندها تخمیر می شوند. پس از تخمیر، محصولات به یک پلیمر با کارایی بالا تبدیل می شوند به نام polylactide، که می توان آن را به فیبر ذرت متصل یا پردازش کرد به دست می آید.
تولید و استفاده از فیبر ذرت باعث ایجاد آلودگی کمتر و گازهای گلخانه ای کمتری می شود.
تبدیل نشاسته
نشاسته ذرت حاوی حدود 27 درصد آمیلاز است. نشاسته را نمی توان به طور مستقیم با مخمر متابولیزه کرد. ابتدا باید قبل از تخمیر به شش قند ساده تقسیم شود. برای این تبدیل، pH مخلوط روی درجه 6.0 تنظیم می شود و سپس آلفا آمیلاز.
مخلوط با استفاده از اجاق گاز جوشكاری بیش از ۱۰۰ درجه گرم می شود. مخلوط ذرت در چندین دقیقه در دمای بالا نگهداری می شود و از طریق یک لوله نگهدارنده مجهز به یک شیر فشار برگشت داده می شود. مخلوط از لوله نگهدارنده به یک مخزن فلزی جریان می یابد و دمای آن ۸۰ تا ۹۰ درجه سانتیگراد کاهش می یابد. در حال حاضر آلفا آمیلاز اضافه و مخلوط برای حداقل ۳۰ دقیقه مایع شده است. سپس مخلوط خنک می شود و آنزیم گلوکومیلاز اضافه می شود که نشاسته را به گلوکز تبدیل می کند.
فرآیند تخمیر
پس از پخت و پز، مخلوط به 32oc خنک می شود. با اضافه کردن مخمر، آن را به فرمنتر منتقل می کنند. برای رشد مخمر، اوره اضافه می شود. اتانول و خرد کردن آسیاب های خرد شده نیز برای شکستن پروتئین ذرت است و به آمینو اسید آزاد اضافه می شوند که منبع اضافی نیتروژن برای مخمر است. تخمیر نیاز به 48 تا 72 ساعت و غلظت نیتروژن نهایی 10 تا 12 درصد دارد و مقدار pH آن به 4 کاهش می یابد، این کاهش در pH برای افزایش فعالیت گلوکومیلاز و مهار رشد باکتری های آلوده مهم است.
روند تقطیر
تقطیر فرآیند جدا کردن اتانول از مواد جامد و آب در مخلوط است. الکلی در 78oc و در 100oc آب ریخته می شود. بنابراین، این اختلاف باعث می شود که آب از یک اتانول جدا شود و در یک ستون تقطیر با حرارت دادن.
فرآیند متعارف می تواند ۹۵ درصد اتانول خالص تولید کند. در این مرحله، جداسازی بیشتر الکل و آب با گرما ممکن نیست. برای مخلوط کردن با بنزین، ۵ درصد آب باقی مانده باید با روش های دیگر برداشته شود. یکی از این روش ها توسط سیستم غربال مولکولی مدرن با کمک اتانول گیاهان خشک است. با این روش می توان ۱۰۰ درصد اتانول خالص تولید کرد.
سپس اتانول آب یونان با تقریبا ۵ درصد بنزین مخلوط می شود تا آن را بی وزن کند و بنابراين مالیات نوشیدنی الکل وجود نخواهد داشت.
پردازش مجدد
بخش جامد و مایع که پس از تقطیر باقی می ماند، به عنوان کل استیلاژ نامیده می شود. این شامل فیبر، روغن و مواد پروتئینی دانه و نشاسته غلیظ شده است. ابتدا، ناخالصی های کمی که موجود هستتند با استفاده از اکسترودرها از بخش جامد نامحلول جدا می شوند. سپس، ستون عصاره جو که در آن اتانول با یک بطری متقاطع سانتریفیوژ شده است جدا می شود. بین 15 تا 30 درصد از بخش مایع به عنوان ماده برگشتی بازیافت می شود، باقی مانده با تبخیر متمرکز شده و با مواد جامد باقی مانده از تخمیر متصل می شود، در نهایت یک مایع غلیظ(شربت ضخیم) با مواد جامد مخلوط می شود تا یک ماده خوراکی به نام دانه های مرطوب کننده با محلول (WDGS) به دست آید.
خواص فیبر ذرت
- این یک فیبر طبیعی مقاوم در برابر شعله است.
- دارای قدرت و راحتی، نرمی و همچنین ظریف است.
- فیبر می تواند بصورت توده چرخشی و یا رشته ای باشد و یا در طیف گسترده ای دیگر قرار گیرد.
- دارای ویژگی خاصی چون رطوبت و حفظ بوی کم است.
- رشته های فیبر ذرت دارای یک ظاهر ظریف هستند.
- مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش است، طول عمر، رنگ و غیره را حفظ می کند.
- پوشاک فیبر ذرت سریعا خشک می شوند، ظاهری عالی پس از شستشو از خود نشان می دهند.
- به طور کامل زیست تخریب پذیر، قابل انعطاف، قابل سوختن (بدون تولید گازهای خطرناک) و قابل بازیافت هستند.
