Podstawowym surowcem, z którego pozyskuje się włókno konopne jest słoma. Słomę po skoszeniu poddaje się różnym procesom w celu oddzielenia włókien łykowych od zdrewniałego rdzenia. Jakość, przeznaczenie oraz wartość rynkowa włókna, zależą od wielu czynników.
W trakcie wizyty w Instytucie Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich w Poznaniu, mieliśmy przyjemność rozmawiać ze specjalistą w dziedzinie pozyskiwania włókien konopnych. Dr hab. Jerzy Mańkowski, profesor IWNiRZ, jest Zastępcą Kierownika Zakładu Innowacyjnych Technologii Włókienniczych. Pracuje w Pracowni Technologii Przetwórstwa Roślin Włóknistych. Opowiedział nam o metodach pozyskiwania surowca do produkcji wyrobów tekstylnych, a także obecnej sytuacji i perspektywach rozwoju branży włókienniczej.
Zapraszamy do obejrzenia wideo-wywiadu
Jak inwestować
Zanim zdecydujemy się na uprawę konopi na włókno, warto się upewnić, że znajdziemy odbiorcę. Przemysł włókienniczy w Polsce, a raczej w prawie całej Europie, nie istnieje. Maszyny potrzebne w zakładach przetwórczych są bardzo drogie. Rolnicy i przedsiębiorcy zainteresowani taką działalnością musieliby współpracować, tworząc np. spółdzielnie. Co prawda, można uzyskać dofinansowanie z ministerstwa, które przewiduje wsparcie tego typu projektów. Mimo to, koszt takiej inwestycji trzeba raczej rozłożyć na kilkanaście/kilkadziesiąt mniejszych gospodarstw/podmiotów. Jak to wyjaśnia prof. Mańkowski:
“Maszyna do przerobu konopi i uzyskania włókna długiego, tzw. turbina, kosztuje na zachodzie ok. 2.000.000 euro […] Takich maszyn trzeba byłoby mieć kilkanaście, aby stworzyć dobry zakład, który mógłby na rynku zaistnieć.”
Rodzaje włókna
Wiązki łyka, którymi transportowane są woda i składniki mineralne, ułożone są naokoło zdrewniałego kanału rdzeniowego. Tworzą tzw. włókna łykowe – cenne dla przemysłu włókienniczego. Ze względu na jakość i możliwości dalszego przerobu, pozyskiwane z konopi włókna dzielimy na:
- długie – nadają się do produkcji przędzy i materiału wysokiej jakości, dlatego są najcenniejsze dla przemysłu włókienniczego; w procesie dekortykacji część tych włókien ulega jednak rozerwaniu – zmieniają się w tzw. włókna krótkie,
- krótkie – można wykorzystać do wyrobów niższej jakości, technicznych, na materiały kompozytowe, ocieplenie, do produkcji masy celulozowej, papieru itp.
Roszenie
Obecnie w Polsce słomę konopną rosi się jedynie metodą słania na plantacji. Polega to na tym, że na słomę leżącą na plantacji działają mikroorganizmy, głównie grzyby, które przenikają do wnętrza łodygi. Wydzielają enzymy rozkładające kleje roślinne (pektyny) łączące włókno z drewnikiem (paździerz). W rezultacie włókna łykowe się „odklejają” i można je o wiele łatwiej oddzielić od łodygi.
Wydobycie włókna
Wyroszoną i odpowiednio podsuszoną słomę konopną zbiera się z pola. Łodygi najpierw są łamane i miażdżone (tzw. międlenie). Następnie w procesie trzepania oddziela się zanieczyszczenia, cząstki korowe i kawałki drewnika. Dopiero tak przygotowane włókna nadają się do dalszej obróbki w przędzalni. Znane są też metody przerobu słomy nieroszonej. Niektóre dają włókno nadające się tylko do zastosowań technicznych, a inne są nieopłacalne.
Fachowa literatura
Poniżej zamieszczamy fragment książki „Technologia uprawy i przetwórstwa konopi włóknistych”. Bardzo dziękujemy dr Jackowi Kołodziejowi za udostępnienie materiałów źródłowych. Na dole strony znajdziecie szczegóły tej pozycji. Zachęcamy do kontaktu i współpracy z Instytutem, np. w celu promocji działalności edukacyjnej. Tutaj znajdziecie wywiad, w którym dr Jacek Kołodziej opisuje zakończony sukcesem projekt wykorzystania konopi w rekultywacji zdegradowanych terenów poprzemysłowych.
Rozdział 6.2 Przeróbka mechaniczna słomy roszonej i dekortykacja słomy zieleńcowej:
„Włókno konopne od niepamiętnych czasów było surowcem włókienniczym do produkcji tkanin wykorzystywanych w gospodarstwach domowych, transporcie, militariach itp. Znaczenie tego włókna znacznie spadło po otrzymaniu włókien chemicznych. Obecnie konopie są wykorzystywane do celów nietekstylnych. Mówi się o nowym odkryciu konopi oraz zastosowaniu ich w takich dziedzinach jak: wytworzenie kompozytów, produkcja celulozy, energetyka, budownictwo i inne. Wstępna obróbka i wydobycie włókna ze słomy czyli przerób mechaniczny, biorąc pod uwagę przeznaczenie włókna znacznie się różnią.
Produkcja włókna ze słomy roszonej.
Zasady przygotowania słomy konopnej i wydobycia włókien ze słomy sięgają daleko w przeszłość i tworzyły się równocześnie z umiejętnościami uprawy tej rośliny. Dziedziczone z pokolenia na pokolenie sposoby przetwórstwa konopi, choć zróżnicowane biorąc pod uwagę rejon geograficzny, przetrwały w mało zmienionej formie do naszych czasów. Założenia technologiczne przetwórstwa są takie same, natomiast zmieniała się technika i organizacja produkcji oraz agrotechnika. Agrotechnika jest bardzo ważna bowiem tylko z należycie prowadzonej plantacji osiąga się włókno o odpowiedniej cienkości i wytrzymałości. Niezbędnym jest aby włókno do celów tekstylnych nabrało cech przędzalniczych. Osiąga się to poprzez rozłożenie we wstępnej obróbce słomy substancji pektynowych, sklejających pęczki włókien z tkankami otaczającymi co stwarza warunki do oddzielenia włókien od pozostałych niewłóknistych części łodygi konopnej. Jest to możliwe na drodze biologicznej lub chemicznej. Nazywa się to obróbką wstępną słomy w odróżnieniu od przerobu właściwego czyli przeróbki mechanicznej. Przeważnie rozkład substancji pektynowych następuje w wyniku procesu roszenia, dawniej ciepłowodnego w przemysłowych basenach roszarniczych lub naturalnych akwenach (stawach, rzekach). Roszenia tego typu zaniechano prawie wszędzie ze względu na szkodliwość dla środowiska (energia, ścieki poroszarnicze). Obecnie stosuje się roszenie metodą słańcową, polegającą na pozostawieniu słomy na polu na którym wyrosły konopie. Bardziej szczegółowo omówiono powyższe zagadnienie w pozycji dotyczącej naturalnego roszenia. Zauważyć należy, że w wyniku działania grzybów pektolitycznych, w środowisku wilgotnym (deszcze, rosa, mgły) wykorzystującym naturalne ciepło słoneczne, następuje rozkład związków pektynowych, bez jakichkolwiek szkód dla środowiska. w zależności od planowanej postaci włókna, słomę do roszenia rozkłada się: w rzędy (włókno długie) lub w postaci nieuporządkowanego wału (włókno jednopostaciowe). Dawniej stosowano metodę roszenia w sztygach. Możliwe jest również zimowe roszenie łodyg na pniu i zbiór wiosenny słomy. w każdym przypadku słomę po wstępnej obróbce tzw. słomę biologiczną, należy wysuszyć co jest warunkiem jej właściwego przechowywania i przerobu (dopuszczalna wilgotność – 18%). Najbardziej wskazane jest naturalne suszenie słomy, bowiem sztuczne, wymagające zużycia energii, jest zbyt drogie. Obecnie zbiór może być przeprowadzany na różne sposoby i jest przedmiotem ustaleń pomiędzy producentem
słomy a przetwórcą w zależności od kierunku wykorzystania surowca.
Aktualnie przerób słomy na włókno przędzalnicze jest rzadko praktykowany, w związku z czym w niniejszym opracowaniu dokonany zostanie jedynie przegląd stosowanych i możliwych metod, często już o znaczeniu historycznym.
1. Przerób ręczny był metodą stosowaną od bardzo dawna w gospodarstwach chłopskich. w użyciu były narzędzia o nazwach: tarlica, cierlica, międlica, deski trzepiące itd. Wydajność tych urządzeń była niewielka a napędem były mięśnie obsługującego.
2. Przerób wiejski w latach trzydziestych XX wieku został udoskonalony poprzez zastosowanie mechanicznych międlarek oraz trzepaków kołowych napędzanych siłą obsługi. Stopniowo urządzenia te były doskonalone a następnie w miarę elektryfikacji kraju, wyposażane w silniki elektryczne i napęd mechaniczny.
3. Przerób półprzemysłowy dążył do zwiększenia wydajności produkcji, poprawy warunków obsługi a w konsekwencji poprawy rentowności. Wymienić tu należy: zespoły kół trzepiących, trzepaki bliźniacze, trzepaki belgijskie itd. Urządzenia te były wyposażone w napęd elektryczny.
4. Przerób zmechanizowany polega na zastosowaniu międlarek wieloparwalcowych oraz zespołów turbinowych i pakularek zsynchronizowanych ze sobą. Wymienić tu należy linie firm: Bindler, Etrich, Bauch, Monforst, rosyjską turbinę TDK-2 z międlarką PMG-1 i inne. Słoma przed przerobem w celu lepszego oczyszczenia włókna bywa podsuszana oraz pocięta na odcinki nie dłuższe niż 1 metr. Wiodącymi zakładami w Polsce specjalizującymi się w produkcji konopnej po II wojnie światowej były: Zakłady Przemysłu Lniarskiego Makop w Malborku, Hakon w Hrubieszowie, Konpar w Strzegomiu i Linum w Pakości. Obecnie przerobem konopi na włókno przędzalnicze zajmuje się jedynie Zakład Doświadczalny IWNiRZ Lenkon w Stęszewie oraz firma Steico w Czarnkowie.
Efektem przerobu słomy biologicznej może być włókno długie trzepane i pakuły (nazywane również włóknem krótkim) lub włókno jednopostaciowe. Włókno długie podlega przerobowi w przędzalni czesankowej, natomiast włókno jednopostaciowe i pakuły w przędzalni zgrzebnej. Uzysk włókna konopnego ogółem waha w granicach 25 – 30%. Pozostała frakcja to paździerze i pyły roślinne. Uzyskane włókna podlegają ocenie jakościowej z której wynika ich przeznaczenie jako surowca do produkcji określonych asortymentów przędzy.
Dekortykacja słomy konopnej nieroszonej.
Obecnie ze względu na zmianę przeznaczenia włókna z kierunku tekstylnego na techniczny w coraz większym stopniu zyskuje metoda dekortykacji słomy konopnej na włókno jednopostaciowe. w przeszłości praktykowano również przerób słomy zielonej na włókno długie przeznaczone do celów powroźniczych. Słoma przed przerobem wymagała podsuszenia tak aby jej wilgotność nie przekraczała wilgotności 7-8%. Należy tu zaznaczyć, że w wielu krajach przeprowadzono próby obróbki włókna zieleńcowego zarówno w runie jak i taśmie (tzw. odklejanie łyka) metodami chemicznymi, biologicznymi i fizycznymi w celu uszlachetnienia tak wydobytego włókna z przeznaczeniem na cele przędzalnicze, jednak nie znalazły one praktycznego zastosowania ze względu na wysokie koszty przetwórstwa. Znane są też próby dekortykacji konopi bezpośrednio na polu, podczas zbioru. Były to prace badawcze nie zakończone wdrożeniami. Ogólnie biorąc dekortykacja polega na mechanicznym wydobyciu włókna z łodyg nieroszonych czyli słomy zielonej. Wymagania wobec tak pozyskanego włókna są inne. Znaczenie uprzędliwości traci na znaczeniu, nie potrzebne więc jest roszenie, które znacznie podnosi koszty produkcji. Tak więc obecnie, głównymi zastosowaniami włókien zieleńcowych są: produkcja materiałów kompozytowych np. w przemyśle samochodowym, produkcja długowłóknistej celulozy oraz włóknin o różnym przeznaczeniu np. do produkcji ekologicznych mebli i materacy, mat dezynfekcyjnych, ociepleń w budownictwie itd.”
Fragment pochodzi z:
„Technologia uprawy i przetwórstwa konopi włóknistych”
Praca zbiorowa pod redakcją doc. Waldemara Cierpuchy, Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich, Poznań 2013, strony 35-37
Publikacja opracowana w ramach projektu LIFE 11 ENV/PL/445 dofinansowanego ze środków Unii Europejskiej oraz Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
ISBN 978-83-928618-3-6
- Niedobór wapnia w roślinach konopi - 19/07/2023
- Włókno konopne – co warto o nim wiedzieć? - 13/07/2023
- Uprawa konopi w muszli klozetowej - 04/07/2023