مقایسه خشک کنی فیلم نانوفیبر سلولز باکتری با روشهای جت درایر، وکیوم آون و آون

سابقه و هدف: یکی از روشهای تولید نانوفیبر سلولز، روش سنتز توسط باکتری است که محصول آن بصورت فیلم نانوفیبر سلولز است. این ماده در طی بیوسنتز، مقدار زیادی از آب (حدود 99 درصد) را در خود محصور می کند و معمولا هم بصورت یک فیلم یکپارچه تشکیل می گردد. علاوه بر سوپرجاذب بودن، از خواص عمده فیلم نانوسلولز سنتز شده توسط باکتری (نانوسلولز باکتری) می توان به موارد زیر اشاره کرد: زیست پایه بودن، زیست تخریب پذیری، ایمن، خوراکی، مقاومت های مکانیکی بالا و غیره. بر مبنای این خواص منحصر بفرد، فیلم نانوفیبر سلولز کاربردهای متعددی در طیف گسترده ای از رشته ها و صنایع پیدا کرده است. با عنایت به خواص منحصربفرد فیلم نانوسلولز باکتری و کاربردهای متعدد و گسترده آن، انجام تحقیقاتی با محوریت این محصول که بتواند چالشهای عمده سر راه تجاری سازی آن را کم یا حذف نماید از اهمیت بسزایی برخوردار است. یکی از این موضوعات تحقیقاتی خشک کردن نانوسلولزهاست به این دلیل که این فیلم یک ماده سوپرجاذب بوده و جداسازی آب از آن جهت خشک کردن به زمان و هزینه بیشتری نسبت به فیلم های میکرومتری سلولزی نیاز دارد. از طرفی خشک کنی این ماده فوائد زیادی دارد نظیر سبکتر شدن (تا 99 بار)، کاهش هزینه حمل و نگهداری، کاهش خطرات حمله میکروارگانیک ها و کپک، نگهداری آسانتر، افزایش دامنه کاربردی، افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی و غیره. بر این اساس در این مطالعه در نظر است فیلم نانوسلولز باکتری با سه روش جت درایر، آون و وکیوم آون خشک شده و علاوه بر ارزیابی روش های خشک کنی، خواص فیزیکی و مکانیکی فیلم های خشک شده نیز ارزیابی و مقایسه گردد. مواد و روش ها: برای انجام این مطالعه فیلم نانوفیبر سلولز تهیه شده با سنتز باکتری از شرکت دانش بنیان نانونوین پلیمر خریداری شد. بعد از آبگیری اولیه فیلمهای نانوفیبر سلولز با روش های جت درایر، وکیوم آون و آون در دمای 50 درجه سانتی گراد خشک شدند. روشهای خشک کردن از نظر سرعت خروج آب، زمان حداقلی خشک کنی و انرژی خشک کنی با هم مقایسه شدند. همچنین فیلم های خشک شده از نظر خصوصیات ظاهری، دانسیته، شفافیت، نفوذپذیری، مقاومت به پارگی و ترکیدن ارزیابی و با هم مقایسه گردیدند. یافته ها: نتایج نشان داد که آبگیری اولیه 50% میزان آب موجود در فیلم را کم نمود. سرعت خروج آب روش جت درایر نسبت به روشهای وکیوم آون و آون بیشتر بود. حداقل زمان خشک کنی فیلم نانوسلولز در روشهای جت درایر، وکیوم آون و آون به ترتیب برابر با 10، 25 و 45 دقیقه بدست آمد. مقادیر متناظر انرژی مصرفی خشک کنی برای سه روش به ترتیب 25/.، 67/. و 1/1 کیلووات ساعت اندازه گیری شد. فیلم های خشک شده با روش جت درایر دارای چین خوردگی نسبتا بیشتر و شفافیت ظاهری کمتری نسبت به دو روش دیگر ارزیابی گردید. دانسیته فیلم های خشک شده در روش جت درایر کمی بیشتر و مقاومت به پارگی و ترکیدن آنها کمتر از نمونه های خشک شده در وکیوم آون و آون بدست آمد. نتیجه گیری: بطور کلی، در روش جت درایر زمان و انرژی خشک کردن به طور چشمگیری کمتر از دو روش دیگر بودند که از دیدگاه تولید صنعتی و اقتصادی حائز اهمیت است. خشک کنی فیلم های نانوفیبر سلولز که توانسته 99 برابر وزن آن را کاهش دهد می تواند سبب مزایای متعدد کاربردی و عملیاتی برای تجاری-سازی بیشتر این محصول مهم گردد.

Keywords:

فیلم نانوفیبر سلولز , خشک کنی , جت درایر , وکیوم آون , آون