Койр: натуральное волокно, применение и устойчивое производство

---

Общие сведения

Товар, продаваемый в магазинах как кокос, на самом деле является единственным семенем кокосовой пальмы Cocos nucifera. Перед выходом на рынок семя очищают от внешней кожуры и 5–8 см толстого слоя волокнистой мякоти. Волокна, извлеченные из этой мякоти, называются койром. Они варьируются от прочных нитей для щетиновых кистей до тонких нитей, которые можно прядь в грубую, долговечную пряжу. В США самыми популярными применениями койра являются щетиновые коврики для дверей, сельскохозяйственная шпагарка и геотекстиль — материалы, укладываемые на голую почву для борьбы с эрозией и поощрения защитного почвопокрова.

Пока кокосовые пальмы процветают в тропических регионах по всему миру, практически весь коммерчески производимый койр исходит из Индии и Шри-Ланки. Кокосы — в первую очередь пищевая культура; только Индия собирает примерно четверть мировых 55 млрд кокосов ежегодно. Из материала оплодотворения только около 15% извлекается как волокно койра, давая примерно 280 000 метрических тонн в год.

Волокна койра классифицируются двумя способами. Во-первых, по зрелости оплодотворения: полностью созревшие кокосы дают коричневой койр — прочный, стойкий к абразиву и УФ-защищенный; он темно-коричневый и 주로 используется в щетках, напольных ковриках и обивочном наполнителе. Белый койр получают из кокосов, собранных незадолго до созревания; он светлее, мягче и менее прочен, обычно прядется в пряжу для ковриков, шпагарки или канатов.

Во-вторых, по длине волокна: и коричневое, и белое волокно койра варьируются от 10 до 30 см. Волокна не короче 20 см называют щетиновым волокном; более короткие, тонкие — матрасным волокном. Оплодотворение весом 300 г дает около 80 г волокна, треть из которых — щетиновое.

Койр — единственное натуральное волокно, устойчивое к соленой воде, что делает его идеальным для сетей в устричном промысле и канатов для морских применений. Его высокая стойкость к абразиву и погодная устойчивость также делают популярным для напольных ковриков, щеток и шпагарки, предпочитаемой американскими хмелеводителями для поддержки лоз. Биоразлагаемость, водоудерживающая способность и волосистая текстура еще больше повышают пригодность койра для геотекстиля.

История

Кокосовые пальмы принадлежат к одному из старейших семейств растений, культивируемым минимум 4000 лет. На санскрите, языке, ставшем основой хинди и урду, пальму называли «деревом, дарующим все необходимые для жизни». Устойчивость плода — способность плавать через океаны, оставаясь жизнеспособным — способствовала его распространению из Юго-Восточной Азии по всем тропикам, либо естественным путем, либо через торговлю.

К 60 г. н.э. греческий моряк описал восточноафриканскую деревню (вероятно, современную Танзанию), использовавшую кокосовое волокно для сшивания досок в лодки. К XI веку арабские торговцы, чьи маршруты простирались от Китая до Мадагаскара, научили жителей Шри-Ланки и Индии извлекать и перерабатывать кокосовые волокна. В XIII веке Марко Поло отметил, что арабские моряки строили корабли без гвоздей, сшивая их кокосовым волокном. В Китае он наблюдал, что кокосовое волокно используется уже пять веков.

В Микронезии и Полинезии койр — часто называемый се́ннит — играл ключевую роль в исследовании. Ранние гавайские поселенцы с Маркизских островов прибыли в V веке на двойных каноэ, сшитых кокосовым волокном. Сэннитовые сшивания оставались основным строительным методом для лодок, зданий, оружия и инструментов до появления европейских исследователей с железными гвоздями в конце XVIII века.

Производство койра оставалось практически неизменным до середины XX века, когда началась механизация. В Индии дефибрирующая машина была изобретена в 1950 г. Переработка койра — важная экономическая деятельность, дающая работу более 500 000 людям. Постепенная механизация стремится модернизировать производство, сохраняя занятость. В 1980 г. Индия и Шри-Ланка инициировали совместные усилия по выявлению и преодолению технологических ограничений в производстве койра.

Сырьё

Кокосовые пальмы цветут ежемесячно. Поскольку плод требует года для созревания, дерево содержит кокосы на 12 стадиях зрелости. Сбор обычно следует 45–60-дневному циклу, давая 50–100 кокосов с дерева в год.

Пресная вода используется для переработки коричневого койра, а для белого — и пресная, и морская. В 2000 г. исследователи обнаружили, что добавление бульона из 10 специфических анаэробных бактерий в соленую воду может значительно ускорить извлечение волокна без потери качества.

В Европе и Азии коричневые койровые коврики могут обрабатываться латексом для использования как наполнитель в матрасах или автообшивке.

Процесс производства

Сбор и удаление оплодотворения

• 1. Созревшие и упавшие кокосы собирают с земли. Сбор кокосов, все еще висящих на деревьях 12–30 м, предполагает лазчиков: вручную лазчик может собирать с ~25 деревьев в день; с бамбуковым столбом с ножом — до 250 деревьев в день. Третий метод — дрессированные обезьяны — встречается только в странах с ограниченным коммерческим койром.
• 2. Созревшие кокосы очищают от оплодотворения сразу; незрелые могут выдерживать месяц, разложив их в один слой и держа сухими. Для разделения семени кокос насаживают на стальной шип, расщепляет оплодотворение, и слой мякоти снимают. Квалифицированный очиститель может обработать ~2000 кокосов в день; современные машины для очистки — 2000 в час.

Реттинг (замочка)

Реттинг — этап вымачивания, где оплодотворения держат в микробиально-дружественной среде, частично разлагая мякоть и высвобождая волокна койра и остаток — койровую пену.

• 3. Пресноводный реттинг: созревшие оплодотворения закапывают в ямы у речных берегов, погружают в водонаполненные бетонные танки или подвешивают сетями в реке, утяжеляя для погружения. Оплодотворения обычно макают минимум шесть месяцев.
• 4. Морской реттинг: зеленые оплодотворения макают в морской воде или засоленной пресной, часто в речных ямах у океана, где прилив то покрывает их морской водой, то промывает речной. Процесс обычно длится 8–10 месяцев, хотя добавление подходящих бактерий может сократить его до нескольких дней.
• 5. Механические методы разработаны для ускорения или обходареттинга. Созревшие оплодотворения можно перерабатывать в дробящих машинах после всего 7–10 дней реттинга. Незрелые оплодотворения можно сухо измельчать без реттинга; после прохождения через дробящую машину эти зеленые оплодотворения нуждаются лишь во влажном удержании один-два дня перед дефибрированием. Сухая мельница дает только матрасное волокно.

Дефибрирование

• 6. Традиционно рабочие били реттованную мякоть деревянными молотками для разделения волокон от пены и внешней кожицы. Современные моторизованные машины используют плоские битующие лучи внутри стальных барабанов. Щетиновые волокна разделяют вручную или вращающимся барабаном со стальными шипами.
• 7. Матрасные волокна отделяют от пены промывкой остатков и расчесыванием вручную или в перфорированном барабане или сите. Морской реттинг дает только матрасные волокна.
• 8. Чистые волокна рассыпают на земле для сушки на солнце.

Финишная обработка

• 9. Щетиновые волокна, не обрабатываемые сразу, сворачивают и связывают в слабые пучки для хранения или отгрузки. Механизированные производители могут использовать гидравлический пресс для создания компактных баллов.
• 10. Матрасные волокна можно прессовать в баллы гидравлическим прессом. Для дальнейшей переработки волокна расчесывают механическими или ручными кардочными инструментами, слабо скручивают в толстую пряжу (wick) и навивают в пучки. Wick можно перепрясть в более тонкую пряжу. Техники варьируются от простого ручного прядения до полностью автоматизированных машин.
• 11. В зависимости от конечного применения пряжу могут отгружать напрямую или скручивать в шпагарку и пучковать. Традиционные ручные методы и новые механические используются для сплетения шпагарки в канаты или тканья пряжи в коврики или сети.
• 12. Для обивочного наполнителя щетиновое волокно слабо прядят в пряжу, дают отдохнуть, а затем слегка вьют в коврики, которые опрыскивают латексом, сушат и вулканизируют (термически обрабатывают с серой).

Побочные продукты / Отходы

Волокна койра составляют около трети кокосовой мякоти; оставшиеся две трети — койровая пена (или койровая пыль) — исторически считались отходами. Хотя биоразлагаемая, она может разлагаться до 20 лет, оставляя миллионы тонн в больших кучах в Индии и Шри-Ланке. В конце 1980-х исследователи разработали процессы превращения койровой пены в мульчу, почвенные улучшители и гидропонные субстраты, предлагая альтернативы торфу и вермикулиту. До прессования в брикеты для продажи койровая пена проходит частичное микробное и грибковое разложение. Австралийская компания недавно превратила койровую пену в абсорбирующий продукт для ликвидации нефтяных разливов.

Реттинг генерирует значительное загрязнение воды органическими загрязнителями: пектин, пектозан, жир, танин, токсичные полифенолы и бактерии (включая сальмонеллу). Ученые исследуют варианты очистки, и хотя бы один производитель койра заявляет об очистке своих сточных вод.

Будущее

По мере развития технологий отраслевые группы и правительства активно продвигают новые применения койра. Геотекстиль — перспективная область: в 2000 г. индийский штат Керала объявил «Год койрового геотекстиля», стимулируя маркетинг и исследования. Мировой рынок геотекстиля превышает 1 млрд кв. м ежегодно, с натуральными волокнами всего 5% сегодня, но ожидается рост по мере отказа пользователей от небиоразлагаемых синтетиков.

Другой новый продукт — альтернатива фанере, сделанная пропитыванием койрового коврика фенолформальдегидной смолой и отверждением под теплом и давлением.