تولید رنگ نیل طبیعی پلیگونوم

تولید رنگ نیل طبیعی پلیگونوم – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

موازنه فرآیند و کیفیت محصول در تولید رنگ نیل طبیعی حاصل از پلی‌گونوم   (علف هفت‌بند) تینکتوریوم‌آیت

 بکارگیری روشهایی با تکنولوژی پایین

 مقدمه

رنگ نیل مهمترین جزء رنگ آبی در گروه رنگهای طبیعی در الیاف سلولزی و پروتئینی می‌باشد. در آب و هوای اروپای مرکزی پلی‌گونوم تینکتوریوم‌آیت، یک منبع جالب برای رنگ نیل طبیعی می‌باشد(رنگ آبی خمره‌ای ۱). در زیر، یک روش ساده کشت مواد گیاهی برای استخراج ایندیکان یا ماده اولیه رنگ نیل، با توجه به بازده و کیفیت رنگ بدست آمده، بررسی شده است. وابستگی بازده به شرایط نگهداری ماده گیاهی درو شده، نیز بررسی گریده است. نتایج، حساسیت بارز مواد گیاهی تازه را به زمان نگهداری قبل از استخراج با توجه به مقدار رنگ نیل طبیعی بدست آمده، محتوای رنگ نیل در محصول که بصورت نورسنجی بدست آمده و میزان رنگ و تیرگی مشاهده شده در آزمایشهای استاندارد رنگرزی، نشان می‌دهند. یک مجموعه اصلی از اطلاعات در این خصوص ارائه شد‌ه‌اند که این فرآیند را برحسب مصرف انرژی، آب، مواد شیمیایی و پساب آلی حاصل از مرحله استخراج، توصیف می‌کند.

واژه‌های کلیدی: رنگ نیل، رنگ طبیعی، منسوجات، رنگرزی، ایندیکان(شیره نیل)، پلی‌گونوم تینکتوریوم‌آیت، نات‌وید رنگ دهنده(Dyer’s Knotweed) (گیاهی که از آن رنگ می‌گیرند)، رنگ

تولید رنگ نیل طبیعی پلیگونوم

۱- مقدمه

برای رنگرزی پارچه با رنگهای طبیعی، رنگ نیل بعنوان مهمترین رنگ آبی طبیعی(رنگ آبی خمره‌ای CI،۱)، جایگاه تقریبا منحصر بفردی دارد. واود(ایساتیس تیکتوریای L) و نات‌وید(پلی‌گونوم تینکتوریوم‌آیت) رنگ دهنده، برای تولید رنگ نیل تا قرن هفده‌ام در اروپا کشت می‌شدند. پس از این زمان، بعلت کیفیت عالی رنگدانه گیاه نیل(ایندیگوفرا تینکتوریای L)،‌ از رنگ نیل این گیاه استفاده شد(اشمیت، ۱۹۹۷). در پایان قرن نوزده‌ام، رنگ نیل سنتزی(مصنوعی) تقریبا بطور کامل جایگزین رنگ نیل طبیعی شد. در سال ۱۹۱۳ تولید رنگ نیل سنتزی به بیش از ۳۳۰۰۰ تن رسید(شوراپ، ۱۹۹۳). در این زمان، پارچه‌های پشمی عمدتا برای منسوجات آبی دریایی با خاصیت دوام عالی رنگ می‌شدند.

در حال حاضر بازار اصلی رنگ نیل، رنگرزی نخ پنبه برای تولید پارچه جین(دنیم) می‌باشد(اسل، ۱۹۹۹، a,b 2000) تولید سالانه رنگ نیل سنتزی، ۲۲۰۰۰ تن رنگدانه است(شروف، ۲۰۰۱).

…

تولید رنگ نیل طبیعی پلیگونوم

۲- روشها

۱-۲٫ ماده گیاهی

ماده دانه‌ای برای پلی‌گونوم تینکتوریوم‌آیت از تورینگرلندسانس تالت فور لندویرت شافت ژنا بدست آمده است(دورنبرگ‌، آلمان). کشت در آب و هوای معتدل ناحیه ورارلبرگ (اتریش) در طی دوره تابستان سال ۲۰۰۰ انجام شده است. این ماده گیاهی در پایان سپتامبر ۲۰۰۰ برداشت شد برای اینکه از آسیب رسیدن به گیاهان بوسیله یخ‌بندان در طی شب جلوگیری شده.

جرم کل ماده گیاهی مرطوب(برگها و ساقه) تقریبا ۲۵۰ کیلوگرم بود. برای بررسی اثر شرایط نگهداری، این ماده ۲۴ ساعت پس از برداشت به نمونه‌هایی به جرم ۲۰-۱۵ کیلوگرم تقسیم‌بندی شد. مشخصات نمونه و شرایط نگهداری آن در جدول ۱ نشان داده شده است. نمونه‌ها پس از یک دوره نگهداری معین،‌ با بکار بردن یک روش استاندارد ساده استخراج شدند(شکل ۱).

۲-۲٫ استخراج شیره نیل و تشکیل نیل خام

مقدار ۲۰-۱۵ کیلوگرم از ماده گیاهی در دو مرحله با آب نرم(< 200 ppmCa²⁺) استخراج شد. مرحله اول استخراج با حجم ۴۰ لیتر در °C 70- 50 بمدت ۴ ساعت انجام شد و بدنبال آن استخراج دوم با ۲۰ لیتر آب در °C ْ ۴۰ بمدت ۲ ساعت صورت گرفت. عصاره‌های ترکیب شده، بمدت ۵-۴ روز در یک مخزن پلی‌اتیلنی روباز نگهداری شدند. در طی این مدت، محلول چند دقیقه در هر روز به هم زده می‌شد تا اکسیژن هوا pH و پتانسیل کاهشی محلول در پایان دوره نگهداری، بترتیب بوسیله یک الکترود پلاتینی اندازه‌گیری شد(الکترود مرجع AgCl , 3M KCl ، اریون A 720،‌ تحقیقات اریون، بوستون،‌ MA9 برای بهبود کرکینه‌سازی و رسوبگذاری رنگ نیل، قبل از فیلتراسیون(صاف کردن) تقریبا ۱٫۵ g/l CaCl₂ . 2H₂O (در اندازه فنی) اضافه گردید. رسوب جمع‌آوری شد و توسط یک پارچه پنبه‌ای صاف شد. پس از خشک کردن در یک خشک کن آزمایشگاهی در دمای °C 70 ، مقدار رنگ نیل خام وزن شد. سپس این ماده له شد و در آزمایشگاهی رنگرزی و آزمونهای تجزیه‌ای مورد استفاده قرار گرفت.

۳-۲٫ اندازه‌گیری تجزیه‌ای رنگ نیل

محتوای رنگ نیل در رنگدانه خام بوسیله نورسنجی تعیین گردید(بچتولد و همکاران ۱۹۹۲، مریت و همکاران ۲۰۰۱) یک محلول قلیایی آبی از آهن (II)- تری اتانول‌آمین بعنوان عامل کاهنده مورد استفاده قرار گرفت. در یک فلاسک حجمی ۱۰۰ میلی‌لیتری، g 1/0 رنگدانه خام له شده در ml 20 محلولی شامل g/l NaOH 33 ، g/l 333 تری اتانول‌آمین (۸۵ درصد وزنی) ۷H₂O FeSO₄ . g/l 50 و g/l 8/0 سیتریک اسید، پخش گردید. سپس، این فلاسک با ml 100 محلولی شامل NaOH g/l 10 ، g/l 50 تری اتانول‌آمین( ۸۵ درصد وزنی) و ۷H₂O . FeSO₄ g/l 5 پر شد. برای کامل کردن استخراج کاهش و انحلال رنگدانه، محلول بمدت ۶۰ دقیقه در دمای °C 40 نگهداری شد و هر ۱۵ دقیقه یکبار به آرامی به هم زده می‌شد.

۴-۲٫ اندازه‌گیری استحکام رنگ

اندازه‌گیری رنگ سنجی استحکام رنگ طبیعی در یک سری آزمایشهای رنگرزی استاندارد شده، انجام شد(Mathis Labomat BFA-8, Mathis AG Niederhasli, Zurich, Switzerland ، زوریخ، سوییس). با توجه به محتوای تخمینی رنگ نیل محصول، مقدار ۲۵-۲ گرم رنگدانه، له شد و با محلول شامل g/l Na₂S₂O₄ ، ۵۰% ml/l NaOH 80 و g/l عامل پخش کننده(لیگنوسولفات، ستامولWS, BASF، لودیشگافن، آلمان)به حجم ml  ۱۰۰ رسید. کاهش کامل بوسیله همزدن آرام محصول بمدت ۱۸-۱۲ ساعت در دمای °C انجام شد. سپس انجام ml 20، از این محلول حاوی رنگدانه، برای آزمایش رنگرزی بکار برده شد: g10 پارچه پنبه‌ای سفید شده در عصاره‌ای با نسبت ۱:۱۰ رنگ شد. Na₂S₂O₄ g/l 5، ۵۰% NaOH ml/l 7، Na₂S₂O₄ g/l 10 و g/l 1 عامل پخش کننده(ستامول WS) به حمام رنگ اضافه شد. در مدت ۲۰ دقیقه، دمای حمام رنگ به °C 60 افزایش یافت و بمدت ۴۵ دقیقه در دمای °C 60 نگهداشته شد. برای جبران فراوانی کم رنگ نیل، حمام رنگ قبل از خارج کردن نمونه تا دمای °C 25 سرد شد. عصاره اضافی بوسیله فشردن نمونه‌ها با یک بالشتک آزمایشگاهی و بدنبال آن اکسیداسیون هوا بمدت حداقل ۱ ساعت، خارج شد. پس از اکسیداسیون کامل، نمونه‌ها با آب شسته می‌شوند و در یک حمام که شامل ml/l 1 اسیداستیک(۸۰%) می‌باشد، خنثی می‌شوند.

تولید رنگ نیل طبیعی پلیگونوم

۳- نتایج ومباحث

آنالیز غلظت رنگ نیل در رنگدانه خام بدست آمده، بوسیله نورسنجی و آزمایشهای رنگرزی استاندارد انجام شد. مقدار رنگ نیل خام بکار رفته برای آزمایشهای رنگرزی نسبت به مقدار محصول خام بدست آمده در هر کیلوگرم گیاه استخراج شده، با فرض محتوای یکسان ایندیکان در ماده گیاهی، افزایش یافت. رنگرزی‌های طبیعی با رنگرزی‌های استاندارد بدست آمده با Indigo Plv.BASF (عمق رنگ نمونه ۱۶، ۱% و نمونه ۱۷، ۳%) مقایسه گردید. عمق رنگ در مجموعه‌ای از رنگرزی‌های استاندارد برای ۱۵-۱ رنگرزی براساس تابع کوبلکا- مانک تعیین گردید. نتایج محتوای رنگ نیل بصورت تابعی از زمان نگهداری در جدول ۲ ارائه شده است.

تولید رنگ نیل طبیعی پلیگونوم

۴- خلاصه

استخراج ماده گیاهی، بصورت استخراج ساده با آب داغ انجام شد تا تکنولوژی اصلی ساده‌ای که می‌توانست توسط یک کشاورز بلافاصله پس از برداشت  بکار برده شود، را مشخص نماید. یک نمودار تولید برای استخراج مواد اولیه رنگ نیل از نات‌وید رنگ دهنده و رفتار متعاقب آن برای تشکیل رنگ نیل در شکل ۱ نشان داده شده است، اطلاعات مهم درباره مصرف آب، انرژی و مواد شیمیایی بکار برده شده و حجم نگهداری مورد نیاز برای یک ظرفیت تولید معین در جدول ۳ ارائه شده است.

نتایج آزمایشهای رنگرزی نشان می‌دهد که سایه رنگ طبیعی تمایل بیشتری به سمت سایه‌های سبز رنگ دارد و استانداردسازی دقیق فرآیند تولید برای بدست آوردن کیفیت ثابت رنگ طبیعی مورد نیاز می‌باشد.

اطلاعاتی که تشکیل رنگ نیل را براساس نتایج تجزیه‌ای بدست آمده از مواد اولیه، توصیف می‌کند، باید

با دقت زیادی مورد بررسی قرار گیرد زیرا این مقادیر حداکثر محتوای تئوری را توصیف می‌کنند و در بعضی موارد، بسیار ایده‌آل خواهند بود.     

برای تولید فنی، آزمایشهای رنگرزی استاندارد شده‌ای باید بکار گرفته شوند، اما روشهای نورسنجی برای مقایسه غلظت رنگ نیل تحت شرایط بسیار استاندارد، مطلوب هستند.