Cânhamo industrial

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Antecedentes

O cânhamo é uma variedade distinta da espécie de planta Cannabis sativa L. que cresce a uma altura de 4-15 pés (1,2-4,5 m) e até 0,75 pol (2 cm) de diâmetro. A planta consiste em uma camada interna chamada medula, cercada por uma fibra de núcleo lenhosa, que costuma ser chamada de hurds. As fibras da fibra formam a camada externa. A fibra liberiana primária é ligada à fibra central pela pectina - uma substância parecida com cola. As fibras primárias são usadas para têxteis, cordas e produtos de papel fino. A fibra de núcleo semelhante à madeira é usada para cama de animais, cobertura morta de jardim, combustível e uma variedade de materiais de construção.

Devido ao formato de folha semelhante, o cânhamo é frequentemente confundido com a maconha, outra planta de cannabis. A principal diferença é o teor de tetraidrocanabinol (THC), o ingrediente que produz o efeito quando fumado. A maconha pode conter até 20% de THC, em comparação com menos de 1% do cânhamo industrial. Apesar dessa diferença, alguns países relutam em legalizar o cultivo de cânhamo (principalmente os Estados Unidos), pois teme-se que isso torne mais difícil o controle do uso da droga. A maioria das variedades de cânhamo também tem um caule oco com um teor de fibra muito alto (35%), em contraste com as variedades de maconha que geralmente têm um caule sólido com baixo teor de fibra (15%).

O Canadá é um país que legalizou o cânhamo, embora com certas restrições. A concentração máxima permitida de THC é de 0,3% e todos os produtores de cânhamo devem passar por uma verificação de registros criminais, bem como obter uma licença da Health Canada. Apesar dessas restrições, a produção de cânhamo triplicou em apenas um ano, de 6, 175 acres (61,75 hectares) colhidos em 1998 para quase 20.000 acres (200 hectares) em 1999. Mais de 95% dos acres cultivados em 1999 no Canadá foram para grão de cânhamo.

Os agricultores que cultivam cânhamo afirmam que é uma excelente cultura de rotação e pode ser substituída por quase qualquer colheita. Ele cresce sem a necessidade de pesticidas e é bom para aerar o solo. Em uma base por acre, uma estimativa afirma que o cânhamo proporciona aos agricultores mais renda ($ 250- $ 300) do que milho ou soja ($ 100- $ 200). Uma safra completa de cânhamo leva apenas 90 dias para crescer, rendendo quatro vezes mais papel por acre, quando comparada a um período semelhante de 20 anos com sequoias no noroeste dos Estados Unidos. No entanto, existem outras variedades de árvores que produzem duas a três vezes mais do que o cânhamo.

Os defensores do cânhamo afirmam que ele pode ser usado em 25.000 produtos diferentes, de roupas a alimentos e produtos de higiene pessoal. Até o século XIX, o cânhamo era usado em 90% das velas, cordames e redes dos navios (e, portanto, era um cultivo obrigatório nas colônias americanas). Hoje, a fibra de cânhamo está sendo usada como um substituto para a fibra de vidro em componentes automotivos e transformada em tecido para revestimentos de janelas, cortinas de chuveiro e estofados. A China é o maior produtor mundial de tecido de cânhamo, enquanto a Índia produz a maior parte do cânhamo em geral.

Outros produtos feitos de fibra de cânhamo incluem:isolamento, aglomerado, papelão, corda, barbante, fio, papel de jornal, papelão, papel, cama para cavalos e compostagem. A cama de cânhamo foi considerada superior à palha e outros materiais para baias de cavalos na redução do cheiro de amônia. A semente de cânhamo é usada para fazer metanol e óleo para aquecimento, óleo para salada, produtos farmacêuticos, sabões, tintas e tintas.

Atualmente, 32 países, incluindo Canadá, Grã-Bretanha, França e China, permitem que os agricultores cultivem cânhamo industrial. O mercado atual de cânhamo para vendas e exportações na América do Norte é estimado entre $ 50- $ 100 milhões por ano. As importações dos Estados Unidos de tecidos industriais feitos de cânhamo totalizaram US $ 2,9 milhões em 1997. O volume de importação salta para cerca de US $ 40 milhões quando outros produtos - como papel, xampu e óleo - são incluídos. Os usos têxteis do cânhamo representam 5% dos produtos de cânhamo produzidos no Canadá.

História

O cânhamo foi a primeira planta a ser cultivada domesticamente por volta de 8.000 a.C. na Mesopotâmia (atual Turquia). O cânhamo era cultivado para obtenção de fibras e alimentos. Foi registrado como colhido na Ásia Central por volta de 6500 a.C. Vários séculos depois, a China começou a cultivar cânhamo como cultura e mais tarde o usou na medicina. Por volta de 2700 a.C. , Oriente Médio, África e a maior parte da Ásia usavam cânhamo para fazer tecidos, cordas, remédios e alimentos. O cânhamo foi introduzido na Europa 400 anos depois. O pedaço de papel mais antigo que restou, um pergaminho de cânhamo 100% chinês, foi datado de 770 d.C.

De 1000 a.C. até o século XIX, o cânhamo era a maior cultura agrícola do mundo, onde também era usado para papel e óleo de lamparina. Durante este período, vários livros conhecidos, incluindo a Bíblia e Alice no país das maravilhas, foram impressos em papel de maconha e vários artistas famosos pintados em telas de maconha. A primeira safra na América do Norte foi plantada por um botânico francês na Nova Escócia em 1606. Thomas Jefferson redigiu a Declaração da Independência dos Estados Unidos em papel de maconha e ele próprio cultivou maconha. Dois séculos depois, os Estados Unidos e o Canadá suspenderam o cultivo de cannabis em 1937 com a Lei de Imposto sobre a Maconha (que impôs um imposto de um dólar por onça sobre qualquer fabricante de maconha), que foi posteriormente levantada durante o esforço da Segunda Guerra Mundial.

A produção global de cânhamo tem diminuído desde 1960, de mais de 300.000 toneladas curtas (272.160 t) de fibra de cânhamo e reboque em 1961 para 69.000 toneladas curtas (62.597 t) em 1997. A China é responsável por 36% desta produção e 73% da produção de grãos. Isso caiu de 80.000 para 37.000 toneladas curtas (72.576 para 33.566 t) no mesmo período. Por volta de 1994, havia 23 fábricas de papel usando fibra de cânhamo, com uma produção mundial estimada de 12.000 toneladas curtas (10.886 t) por ano. A maioria dessas fábricas estava localizada na China e na Índia para a produção de papel de imprimir e escrever. Outros produziram papéis especiais, incluindo papel para cigarros. A fábrica média de celulose e papel de cânhamo produz cerca de 5.000 toneladas curtas (4.536 t) por ano, em comparação com as fábricas de celulose de madeira com 250.000 toneladas curtas (226.800 t) por ano.

No entanto, na última década, o número de empresas que comercializam e fabricam produtos de maconha aumentou dramaticamente. O mercado da América do Norte ainda está em sua infância desde que o Canadá apenas legalizou a produção e venda de cânhamo em 1998. Os testes de cultivo de cânhamo nos Estados Unidos começaram um ano depois, embora ainda seja ilegal cultivá-lo comercialmente.

Matérias-primas

O processamento de fibras usa poucos produtos químicos, se é que usa algum. No entanto, a fibra pode ser misturada com outros materiais, como fibras sintéticas ou resinas como ligantes, dependendo do produto final a ser feito. Para a fabricação de papel, água e produtos químicos (hidróxido de sódio ou compostos de enxofre) são misturados às fibras para remover os componentes naturais da cola.

O processo de fabricação

Cultivo e colheita

O cânhamo é uma planta anual que cresce a partir de sementes. Ela cresce em uma variedade de solos, mas tende a crescer melhor em terras que produzem alto rendimento de milho. O solo deve ser bem drenado, rico em nitrogênio e não ácido. O cânhamo prefere um clima ameno, atmosfera úmida e uma precipitação de pelo menos 25-30 polegadas (64-76 cm) por ano. As temperaturas do solo devem atingir um mínimo de 42-46 ° F (5,5-7,7 ° C) antes que as sementes possam ser plantadas.

• 1 A safra está pronta para colher fibra de alta qualidade quando as plantas começam a liberar pólen, em meados de agosto para a América do Norte. A colheita da semente ocorre quatro a seis semanas depois. O cânhamo de fibra está normalmente pronto para colheita em 70-90 dias após a semeadura. É utilizada uma máquina especial com fileiras de dentes independentes e um picador. Para colher cânhamo para têxteis, é necessário equipamento de corte especializado. Ceifeiras-debulhadoras são usadas para a colheita Um exemplo de cânhamo e fibras de cânhamo. grãos, que são modificados para evitar que as peças da máquina fiquem emaranhadas com a fibra liberiana.
• 2 Uma vez que a safra é cortada, os caules podem durar (remoção da pectina [aglutinante] por exposição natural ao meio ambiente) no campo por quatro a seis semanas - dependendo do clima - para soltar as fibras. Enquanto os caules ficam no campo, a maioria dos nutrientes extraídos pela planta é devolvida ao solo à medida que as folhas se decompõem. Os caules são virados várias vezes com uma máquina especial para macerar uniformemente e depois enfardados com o equipamento de colheita de feno existente. Os fardos são armazenados em locais secos, incluindo galpões, celeiros ou outro armazenamento coberto. O teor de umidade dos caules de cânhamo não deve exceder 15%. Quando plantado para fibra, os rendimentos variam de 2-6 toneladas curtas (1,8-5,4t) de caules secos por acre, ou de 3-5 toneladas curtas (2,7-4,5 t) de caules de cânhamo enfardados por acre no Canadá.

Processamento de grãos

• 3 As sementes de cânhamo devem ser devidamente limpas e secas antes de serem armazenadas. A extração de óleo geralmente ocorre usando uma prensa de expulsão mecânica sob uma atmosfera de nitrogênio, também conhecida como prensagem mecânica a frio. A proteção contra oxigênio, luz e calor é crítica para a produção de um óleo saboroso com um prazo de validade aceitável. Métodos de extração com solvente também estão surgindo para a remoção de óleo, uma vez que alcançam rendimentos mais elevados. Tais métodos usam hexano, dióxido de carbono líquido ou etanol como solvente. Etapas de refinamento e desodorização podem ser necessárias para fabricantes de cosméticos.
• 4 Uma etapa de descascamento, que remove a casca crocante da semente usando uma máquina de trituração, pode ser necessária. Podem ser necessárias modificações no equipamento existente para limpar adequadamente as sementes de resíduos do casco.

Processamento de fibra

• 5 Para separar o núcleo lenhoso da fibra liberiana, uma sequência de rolos (rompedores) ou um moinho de martelo são usados. A fibra liberiana é então limpa e cardada até o conteúdo e finura desejados, às vezes seguida de corte no tamanho adequado e enfardamento. Após a limpeza e a cardagem, muitas vezes são necessárias etapas secundárias. Isso inclui esteiras para a produção de esteiras e lãs não tecidos, polpação (a quebra de feixes de fibras por métodos químicos e físicos para produzir fibras para fabricação de papel) e explosão de vapor, uma remoção química dos aglutinantes naturais para produzir uma fibra tecível . As linhas de processamento completas para fibra de cânhamo têm saídas que variam de 2 a 8 toneladas curtas / hora (1,8-7,2 t / hora).

Embalagem

• 6 A fibra primária é prensada em um fardo altamente comprimido, semelhante a outras fibras como algodão, lã e poliéster. Outros produtos, como camas para cavalos, são embalados em um fardo comprimido.

Fabricação de papel

• 7 As fibras bast são normalmente usadas em papel, que são colocadas em um tanque esférico chamado digestor com água e produtos químicos. Essa mistura é aquecida por até oito horas em temperatura e pressão elevadas até que todas as fibras sejam separadas umas das outras. Lavar com água em excesso remove os produtos químicos e os componentes de ligação extraídos (pectina). As fibras limpas são então alimentadas em uma máquina chamada batedeira Hollander, que consiste em uma grande cuba equipada com uma roda girando em torno de um eixo horizontal. Essa etapa de batimento, que dura até 12 horas, corta as fibras no comprimento desejado e produz a rugosidade superficial necessária para a colagem adequada. Produtos químicos de branqueamento às vezes são adicionados durante esta etapa ou em tanques separados com as fibras. A polpa branqueada é então bombeada para a máquina de papel ou prensada até uma secura adequada para transporte para uma fábrica de papel em outro local.

Controle de qualidade

As fibras de cânhamo são testadas quanto à resistência à tração, finura (diâmetro da fibra) e a cor é registrada. O conteúdo de umidade é registrado durante todas as fases do processo de cultivo e produção. O teor de THC da planta também é testado de forma contígua para garantir que o nível não exceda a marca de 0,3%. A pesquisa ainda está sendo conduzida sobre os efeitos que o cânhamo teria na indústria. Os padrões estabelecidos são constantemente alterados e modificados.

Subprodutos / resíduos

O cânhamo colhido não utilizado é queimado. Durante o processamento da fibra, a fibra central é salva e geralmente usada para fazer papel, cama de cavalo ou materiais de construção. A maioria dos produtores de cânhamo recicla a fibra central removendo a poeira e, a seguir, enfardando e empacotando. A poeira pode ser comprimida em pellets usados ​​como combustível. A sujeira e pequenos fragmentos de caroço também são usados ​​como um aditivo de solo com alto teor de nutrientes.

O Futuro

Onde é legal, a indústria do cânhamo tem crescido a uma taxa de crescimento anual de 20%. Outros usos potenciais estão sendo desenvolvidos. Por exemplo, a farinha de cânhamo demonstrou que pode ser usada como ingrediente alimentar para fazendas de aquicultura, especificamente peixes de água doce e camarão. Até a cerveja de maconha entrou no mercado canadense, embora deva permanecer uma pequena parte das vendas de cerveja. Materiais compostos para a indústria de construção também estão sendo investigados.

Usar o cânhamo como fonte de alimento pode se tornar a maior aplicação, já que as sementes de cânhamo têm muito valor nutricional. A semente contém ácidos graxos essenciais, proteínas, cálcio, ferro, zinco e vitaminas B, C e E. Sementes de cânhamo podem ser transformadas em óleo ou farinha e também podem ser consumidas inteiras, pois têm gosto semelhante a pinhões ou sementes de girassol .

As perspectivas para o cânhamo nos Estados Unidos são incertas, pois ainda é ilegal cultivá-lo. Existem 10 estados que aprovaram legislação em 1998 para permitir o cultivo de cânhamo para fins de pesquisa - Arkansas, Califórnia, Havaí, Illinois, Minnesota, Montana, Novo México, Dakota do Norte e Virgínia - e vários outros estados estão considerando isso. No entanto, a lei federal ainda proíbe o cultivo de cânhamo industrial. A Drug Enforcement Agency terá que mudar de ideia antes que qualquer mercado possa ser desenvolvido nos Estados Unidos. Quando isso acontecer, o cânhamo pode se tornar uma safra de um bilhão de dólares se houver investimento e juros suficientes, os preços forem competitivos e produtos de alta qualidade puderem ser feitos. A tecnologia de processamento também precisa ser atualizada para produtos de maior valor agregado.