Razvoj novih izdelkov iz industrijske konoplje - biokompozit

V sodelovanju s Fakulteto za tehnologijo polimerov iz Slovenj Gradca smo naredili še en pomemben korak v predalavi industrijske konoplje in razvoju kompozitnega materiala - bioplastike. Rezultati skupnih aktivnosti prihajajo dnevno in ponosno lahko zapišemo, da imamo izdelan prvi kompozit iz konoplje! Z drugimi besedami to pomeni prve vzorce kompozitnega materiala (bioplastike) in možnost nadaljnega razvoja uporabnih izdelkov iz konoplje.

Mehanske lastnosti kompozita iz konopljinih vlaken (modul elastičnosti, natezna trdnost...) so precej boljše od primerljivih kompozitov (les, kokos), tak material pa je tudi bistveno bolj obstojen na staranje. S Flash DSC analizo, kjer lahko simuliramo proces hitrega segrevanja in ohlajanja nekega materiala, smo namreč ugotovili izredno majhno stopnjo entalpije kristalizacije. Pri drugih vzorcih (les, kokos) je stopnja cca. 5x višja in pomeni 5x hitrejše staranje materiala.

Naša trenutna naloga v zadrugi je do sredine leta 2017 zagotoviti zadostno količino vlaken in njihov razrez na ustrezno velikost za nadaljno obdelavo v laboratoriju in pripravo testne količine granulata (cca. 100 kg). S tem bomo lahko pridobili dovolj podatkov za izdelavo tehničnega (varnostnega) lista materiala (MSDS - Material Safety Data Sheet) in v sodelovanju z gospodarstvom izbrizgali prve testne izdelke - seveda iz slovenske konoplje!

Ideja je bila junija 2015 prepoznana tudi kot najbolj potencialna na državnem finalu ClimateLaunchPad v Ljubljani, septembra pa smo jo predstavili tudi na evropskem finalu v Amsterdamu, kar nam daje dodaten zanos pri nadaljnjem delu in razvoju.

Z odobrenimi sredstvi na javnem razpisu za izbor operacij za zagon socialnih podjetij in mladinskih zadrug (MGRT odločba februar 2017) so ti cilji uresničljivi.

V POMOČ ZA RAZUMEVANJE: Biopolimeri in bioplastika - plastika skladna z naravo.
Informacijsko-izobraževalno gradivo za profesorje in laborante kemije na osnovnih in srednjih šolah (Kemijski inštitut, Ljubljana)

Sodelovanje s Kmetijskim inštitutom Slovenije v raziskavah uporabe konopljinega hidrolata za varstvo rastlin

V mesecu marcu 2015 smo se povezali s Kmetijskim inštitutom Slovenije (KIS), in sicer na področju raziskav konopljinega hidrolata.

Hidrolati so čista vodna raztopina, ki poleg eteričnega olja nastanejo pri destilaciji rastlin. Vsebujejo vodotopne spojine in tudi nekaj molekul eteričnega olja rastline. S pridom se uporabljajo v kozmetiki, saj so varna in nežnejša alternativa eteričnim oljem in se zaradi tega lahko nanašajo direktno na kožo.
Konopljin hidrolat pa ni uporaben samo v kozmetiki oz. aromaterapiji, zaradi njegovih lastnosti predvidevamo, da bi ga bilo možno uporabiti tudi za varstvo rastlin.

Vonj konoplje oz. eteričnega olja je poseben in ima lahko pomembno komercialno vrednost, ki pa je odvisna od vrste konoplje. Večino vonja ni od kanabinoidov (terpenofenoli) ampak od monoterpenov in sekviterpenov, ki imajo značilen vonj. V raziskavah iz leta 1980 so identificirali 58 monoterpenov in 38 sekviterpenov v konoplji. Vsebnost THC v eteričnem olju je zelo nizka - pod 0,08 %.

Bakteriostatske aktivnosti eteričnega olja so raziskovali že v 80. letih in ugotovili, da deluje protiglivično. Prav tako so raziskali, da dve spojini v eteričnem olju (limonen in α-pinen) delujeta kot repelent za veliko insektov.

Raziskave na KIS bodo pokazale, če lahko tudi pri konopljinem hidrolatu pričakujemo podobne - torej proti glivične lastnosti in s tem posledično njegovo uporabno vrednost pri varstvu rastlin.

Razvoj vlaknenih plošč iz konoplje

Vlaknene plošče odlikuje finejši in bolj kompakten zunanji sloj ter homogenejša površina, zaradi česar so še posebej primerne v pohištveni industriji za barvanje, lakiranje, furniranje s plemenitimi furnirji, lepljenje  laminat-ultrapas plošč in tapiciranje. Uporabljajo se v gradbeništvu za pregrade, zaščito, podkonstrukcije, talne in stenske podloge.

Skupaj z Biotehniško fakulteto iz Ljubljane, Oddelkom za lesarstvo, imamo pripravljene prve laboratorijske vzorce vlaknenih plošč iz slovenske konoplje (konopljina sredica in vezivo), ki jih bomo v prihodnjih tednih testirali z namenom ugotovitve točnih mehanskih lastnosti. Naslednja faza je testiranje drugih vrst veziv / lepila, saj težimo k 100% naravnemu in razgradljivemu materialu z maksimalnimi lastnostmi, ki bo primeren za serijsko proizvodnjo v Sloveniji - s tem ustvarjamo lokalna delovna mesta in povečujemo samooskrbo.

Prve analize mehanskih preizkusov kažejo vsaj 20% boljše mehanske lastnosti ob enaki gostoti in debeline v primerjavi z običajnimi ivernimi ploščami! Ob dodajanju konopljinih vlaken (poleg sredice) dosegamo tudi prožnost tanjših plošč s čimer se odpirajo možnosti uporabe v sodobnem oblikovanju pohištva (3D), gradbeništvu in arhitekturi...

Izdelava biooglja iz konopljinega pezdirja

V pripravi...

Uporaba konopljine sredice (pezdirja) za izdelavo papirne mase

Še do konca 19. stoletja je bilo 90% papirja narejenega iz konoplje kar priča o uporabnosti in razširjenosti konoplje v papirni industriji. To dejstvo želimo obnoviti zato v sodelovanju z Institutom za celulozo in papir iz Ljubljane in VIPAPom pričenjamo serijo analiz in preizkusov priprave konopljinega pezdirja in vlaken v ustrezno maso (pulpo), primerno za uporabo v papirni industriji.

V okviru projekta Poly4Emi smo na Inštitutu za celulozo in papir v Ljubljani okarakterizirali kemijsko sestavo tipičnih vzorcev konopljine biomase, ki smo jih na laboratorijskem nivoju delignificirali, pridobljenim vlaknom pa določili mehanske lastnosti in ovrednotili njihov potencial za proizvodnjo papirja. Raziskava je pokazala, da je konoplja izvrstna surovina za pridobivanje kakovostnih celuloznih vlaken za proizvodnjo papirja. V primeru, da se v prihodnje povečajo količine pridobljene biomase, bi bilo smiselno razmišljati o postavitvi manjšega obrata za delignifikacijo in beljenje, seveda pod pogojem, da bi bil tehnološki postopek prijazen do okolja in ekonomsko upravičen.

Laboratorijsko preskušanje industrijske konoplje / analize kanabinoidov

Na področju laboratorijskih storitev v sodelovanju z Institutom ERICo ponujamo novo vrsto preskušanja, t.j testiranje surovin, polizdelkov in izdelkov na bazi industrijske konoplje. Podlaga za ustrezno karakterizacijo in zagotavljanje kakovosti pridelane konoplje oz. izdelkov je določitev dovolj širokega spektra kanabinoidov. To so:

• delta-9 tetrahidrokanabinol – Δ9-THC,
• delta-8 tetrahidrokanabinol – Δ8-THC,
• delta-9 tetrahidrokanabinolna kislina – THC-A,
• kanabidiol – CBD,
• kanabinol – CBN,
• kanabidiolska kislina – CBDA,
• kanabikromen – CBC,
• kanabigerol – CBG

Razvoj metodologije je temeljil na osnovi najnovejših objav v literaturi in lastnega znanja na področju instrumentalne analize. Uporabljene so moderne ekstrakcijske in separacijske tehnike, npr. tekočinska in plinska kromatografija, sklopljene z različnimi detekcijskimi sistemi. Visoko kakovost storitve zagotavljamo z upoštevanjem določil ISO/IEC 17025 ter smernic GMP.

Z novo pridobitvijo omogočamo vsem slovenskim predelovalcem konoplje kvalitetne in hitre storitve analiz po dostopnih cenah, brez nepotrebnega pošiljanja vzorcev preko meja.

Kontakt: ERICo d.o.o., Koroška cesta 58, 3320 Velenje, www.erico.si
mag. Klara Orešnik
e-pošta: klara.oresnik@erico.si
telefon: 03 898 1964