Ο όρος καλλιέργεια ινωδών φυτών (αγγλ. fibre crops)[1] αναφέρεται σε καλλιέργεια αγρού, όπου συγκεκριμένα φυτικά είδη καλλιεργούνται για τις ίνες τους, οι οποίες -παραδοσιακά- αξιοποιούνται για την παρασκευή χαρτιού, υφασμάτων ή σχοινιών.[2]
Οι καλλιέργειες τέτοιων ινωδών φυτών χαρακτηρίζονται από την υψηλή συγκέντρωση κυτταρίνης, που αποτελεί το φυσικό μακροπολυμερές που τους δίνει μηχανική αντοχή. Οι κυτταρινικές ίνες μπορούν να τροποποιηθούν χημικά, όπως λ.χ. στη βισκόζη, που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ρεγιόν και σελοφάν. Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες υλικών έχουν αρχίσει να διερευνούν περαιτέρω αξιοποίηση αυτών των φυσικών ινών σε σύνθετα υλικά (αγγλ. composites). Λόγω του ότι η κυτταρίνη είναι ο βασικός παράγων συνεκτικής και εφελκυστικής αντοχής των φυτικών αυτών ινών, αυτό δίνει επιστήμονες ευελιξία και δυνατότητες ώστε να δημιουργήσουν διαφορετικούς και εξελιγμένους τύπους ινών.
Οι καλλιέργειες των ινωδών φυτών, λ.χ. βαμβάκι, λινάρι, κάνναβη, παρέχουν γενικά ετήσιες συγκομιδές αφού πρόκειται για μονοετή φυτά, σε αντίθεση με τα δέντρα, τα οποία τυπικά καλλιεργούνται για πολλά χρόνια πριν τη συγκομιδή τους για υλικά όπως λ.χ. ίνες ξυλοπολτού ή φλοιό. Σε συγκεκριμένες περιπτώσεις, οι καλλιέργειες αυτές μπορεί να αποδίδουν ίνες, ποιοτικότερες - ανώτερες από τις ίνες ξυλοπολτού όσον αφορά την εν γένει απόδοση, τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και ιδίως το κόστος.[3]
Υπάρχουν ποικίλα ζητήματα σχετικά με τη χρήση φυτικών ινών για την παραγωγή πολτού.[4] Ένα από αυτά είναι η εποχική διαθεσιμότητα. Ενώ τα δέντρα μπορούν να συλλέγονται συνεχώς, πολλές καλλιέργειες αγρού συλλέγονται μία φορά κατά τη διάρκεια του έτους και πρέπει να αποθηκεύονται έτσι, ώστε η καλλιέργεια να μην σαπίζει για μια περίοδο αρκετών μηνών (γεγονός που δεν είναι εύκολα υλοποιήσιμο). Λαμβάνοντας δε υπόψη ότι πολλά εργοστάσια χαρτοπολτού απαιτούν χιλιάδες τόνους πρώτης ύλης ινών την ημέρα, η αποθήκευση τέτοιων φυτικών ινών -με πολύ χαμηλή χωρική πυκνότητα- αποτελεί τεράστιο ζήτημα.
Βοτανικά, οι ίνες που συλλέγονται από πολλά από αυτά τα φυτά είναι ίνες εσωτερικού) φλοιού, δηλ. προέρχονται από τον ιστό του φυλλώματος του φυτού. Άλλες φυτικές ίνες είναι οι σκληρές ίνες (προέρχονται από το σύνολο των φυτικών αγγείων), ενώ υπάρχουν και οι επιφανειακές ίνες, που προέρχονται από τον επιδερμικό ιστό των φυτών.[5]
Πηγές
Πριν από την εκβιομηχάνιση της παραγωγής χαρτιού, η πιο κοινή πηγή ινών ήταν οι ανακυκλωμένες ίνες από χρησιμοποιημένα υφάσματα που ονομάζονταν κουρέλια. Προέρχονταν ιδίως από ραμί, κάνναβη, λινό και βαμβάκι.[6]
Μια τεχνική αφαίρεσης μελανιών εκτύπωσης από ανακυκλωμένο χαρτί εφευρέθηκε από τον ΓερμανόJustus Claproth το 1774.[6] Σήμερα αυτή η μέθοδος ονομάζεται απομελάνωση. Μόνο με την εισαγωγή του ξυλοπολτού -το 1843- η παραγωγή χαρτιού δεν εξαρτιόταν από ανακυκλωμένα υλικά ή κουρέλια.[6]
Για να συλλεχθεί η πρώτη ύλη, η ίνα πρέπει πρώτα να εξαχθεί από το φυτό. Αυτό γίνεται με διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με την ταξινόμηση των ινών. Οι ίνες τύπου μπαστουνιού (basi fibres) συλλέγονται μέσω επαναφοράς, όπου τα μικρόβια χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση των μαλακών ιστών από το φυτό και απομένει μόνο το χρήσιμο ινώδες υλικό.
Οι σκληρές ίνες συλλέγονται κυρίως μέσω αποφλοίωσης, όπου οι μη ινώδεις ιστοί αφαιρούνται με το χέρι ή με μηχανή. Τέλος, οι επιφανειακές ίνες συλλέγονται μέσω εκκοκκισμού, όπου μια μηχανή αφαιρεί τις ίνες από άλλο φυτικό υλικό.
Είδη καλλιεργειών
Esparto, ίνα από γρασίδι
Γιούτα, ευρέως χρησιμοποιούμενη ίνα, η φθηνότερη ίνα μετά το βαμβάκι
↑Levetin, Estelle· McMahon, Karen (2012). Plants and Society. New York, NY: McGraw-Hill. σελ. 297. ISBN978-0-07-352422-1.Levetin, Estelle; McMahon, Karen (2012). Plants and Society. New York, NY: McGraw-Hill. p. 297. ISBN978-0-07-352422-1.
↑ 6,06,16,2Göttsching, Lothar; Pakarinen, Heikki (2000), «1», Recycled Fiber and Deinking, Papermaking Science and Technology, 7, Finland: Fapet Oy, σελ. 12–14, ISBN952-5216-07-1
