大麻是一種獨(dú)特的植物物種 Cannabis sativa L. ,可長到 4-15 英尺(1.2-4.5 米),直徑可達(dá) 0.75 英寸(2 厘米)。該植物由稱為髓的內(nèi)層組成,被木質(zhì)芯纖維包圍,通常稱為 hurds。韌皮纖維形成外層。初級韌皮纖維通過果膠(一種膠狀物質(zhì))附著在芯纖維上。主要纖維用于紡織品、繩索和高級紙制品。木狀芯纖維用于動(dòng)物床上用品、花園覆蓋物、燃料和各種建筑材料。
由于葉子形狀相似,大麻經(jīng)常與另一種大麻植物大麻混淆。主要區(qū)別在于它們的四氫大麻酚 (THC) 含量,這種成分在吸煙時(shí)會(huì)產(chǎn)生高濃度。大麻的 THC 含量高達(dá) 20%,而工業(yè)大麻的含量不到 1%。盡管存在這種差異,一些國家仍不愿將大麻種植合法化(尤其是美國),因?yàn)閾?dān)心這會(huì)使控制藥物的使用變得更加困難。大多數(shù)大麻品種還具有纖維含量非常高 (35%) 的空心莖,而大麻品種通常具有纖維含量低 (15%) 的實(shí)心莖。
加拿大是一個(gè)將大麻合法化的國家,但有一些限制。允許的最大 THC 濃度為 0.3%,所有大麻種植者都必須接受犯罪記錄檢查,并獲得加拿大衛(wèi)生部的許可。盡管有這些限制,大麻產(chǎn)量在短短一年內(nèi)增加了三倍,從 1998 年收獲的 6, 175 英畝(61.75 公頃)增加到 1999 年的近 20,000 英畝(200 公頃)。 1999 年加拿大種植的 95% 以上用于麻粒。
種植大麻的農(nóng)民聲稱它是一種很好的輪作作物,幾乎可以替代任何收成。它無需殺蟲劑即可生長,并且擅長給土壤通氣。以每英畝為基礎(chǔ),一項(xiàng)估計(jì)聲稱大麻為農(nóng)民帶來的收入(250-300 美元)高于玉米或大豆(100-200 美元)。與美國西北部的紅杉樹在類似的 20 年期間相比,一整季大麻的生長只需要 90 天,每英畝的紙張產(chǎn)量是其四倍。然而,還有其他品種的樹木產(chǎn)量是大麻的兩到三倍。
大麻的擁護(hù)者聲稱它可以用于 25,000 種不同的產(chǎn)品,從服裝到食品再到洗浴用品。直到 19 世紀(jì),90% 的船舶帆布帆、索具和網(wǎng)都使用大麻(因此它是美洲殖民地的必需作物)。今天,大麻纖維被用作汽車部件中玻璃纖維的替代品,并被制成用于窗戶敷料、浴簾和室內(nèi)裝潢的布料。中國是世界上最大的大麻織物生產(chǎn)國,而印度則是全球最大的大麻織物生產(chǎn)國。
由大麻纖維制成的其他產(chǎn)品包括:絕緣材料、刨花板、纖維板、繩索、麻線、紗線、新聞紙、紙板、紙張、馬廄床上用品和堆肥。已發(fā)現(xiàn)大麻床上用品在減少氨氣味方面優(yōu)于稻草和其他馬廄材料。大麻籽用于制造甲醇和取暖油、色拉油、藥品、肥皂、油漆和墨水。
目前,包括加拿大、英國、法國和中國在內(nèi)的 32 個(gè)國家允許農(nóng)民種植工業(yè)大麻。目前北美的大麻銷售和出口市場估計(jì)每年在 50-1 億美元之間。1997 年,美國從大麻制成的工業(yè)機(jī)織物的進(jìn)口總額為 290 萬美元。如果將其他產(chǎn)品(如紙張、洗發(fā)水和油)包括在內(nèi),進(jìn)口額將躍升至 4000 萬美元左右。大麻的紡織用途占加拿大生產(chǎn)的大麻產(chǎn)品的 5%。
大麻是 公元前8000年左右 在美索不達(dá)米亞(今土耳其)國內(nèi)種植的第一種植物 。大麻是為了纖維和食物而種植的。據(jù)記載,大約在 公元前6500年 左右在中亞收獲了它。 幾個(gè)世紀(jì)后,中國開始種植大麻作為作物,后來將其用于醫(yī)藥。到 公元前2700 年 ,中東、非洲和亞洲大部分地區(qū)都將大麻用于織物、繩索、藥物和食品。400 年后,大麻被引入歐洲?,F(xiàn)存最古老的一張紙,一張 100% 的中國大麻羊皮紙,可追溯到公元 770 年。
從 公元前1000 年 到 19 世紀(jì),大麻是世界上最大的農(nóng)作物,還用于造紙和燈油。在此期間,《圣經(jīng)》、《 愛麗絲夢游仙境》等幾本知名書籍 , 印在麻紙上,幾位著名藝術(shù)家在麻畫布上作畫。1606 年,一位法國植物學(xué)家在新斯科舍省種植了北美的第一批作物。托馬斯·杰斐遜 (Thomas Jefferson) 在大麻紙上起草了《美國獨(dú)立宣言》,并自己種植了大麻。兩個(gè)世紀(jì)后,美國和加拿大于 1937 年通過《大麻稅法》(這對任何大麻制造商征收每盎司一美元的稅)停止了大麻種植,該法案后來在第二次世界大戰(zhàn)期間取消。
自 1960 年代以來,全球大麻產(chǎn)量一直在下降,從 1961 年的超過 300,000 短噸(272,160 噸)大麻纖維和絲束到 1997 年的 69,000 短噸(62,597 噸)。中國占該產(chǎn)量的 36%,占總產(chǎn)量的 73%。糧食生產(chǎn)。同期數(shù)量從 80,000 短噸降至 37,000 短噸(72,576 至 33,566 噸)。1994 年左右,有 23 家造紙廠使用大麻纖維,估計(jì)世界每年產(chǎn)量為 12,000 短噸(10,886 噸)。這些工廠大多位于中國和印度,用于生產(chǎn)印刷和書寫紙。其他人生產(chǎn)特種紙,包括卷煙紙。大麻紙漿和造紙廠平均每年生產(chǎn)約 5,000 短噸(4,536 噸),而木漿廠每年生產(chǎn) 250,000 短噸(226,800 噸)。
然而,在過去十年中,交易和制造大麻產(chǎn)品的公司數(shù)量急劇增加。自 1998 年加拿大剛剛將大麻生產(chǎn)和銷售合法化以來,北美市場仍處于起步階段。一年后在美國開始了大麻種植試驗(yàn),盡管商業(yè)種植大麻仍然是非法的。
纖維加工使用很少的化學(xué)品,如果有的話。然而,根據(jù)制成的最終產(chǎn)品,纖維可以與其他材料混合,例如合成纖維或樹脂作為粘合劑。對于造紙,水和化學(xué)品(氫氧化鈉或硫化合物)與纖維混合以去除天然膠水成分。
大麻是一種一年生植物,從種子中生長出來。它生長在各種土壤中,但往往在生產(chǎn)高產(chǎn)玉米的土地上生長最好。土壤必須排水良好,富含氮且非酸性。大麻喜歡溫和的氣候、潮濕的大氣和每年至少 25-30 英寸(64-76 厘米)的降雨量。在播種之前,土壤溫度必須至少達(dá)到 42-46°F(5.5-7.7°C)。
1.北美 8 月中旬,當(dāng)植物開始脫落花粉時(shí),作物就可以收獲高質(zhì)量的纖維了。四到六周后收獲種子。纖維大麻通常在播種后 70-90 天內(nèi)即可收獲。使用具有獨(dú)立齒排和切刀的專用機(jī)器。要收獲用于紡織品的大麻,需要專門的切割設(shè)備。聯(lián)合收割機(jī)用于收割谷物,經(jīng)過改良以避免機(jī)器零件與韌皮纖維纏結(jié)。
2.收割作物后,根據(jù)天氣情況,讓莖稈在田間腐爛(通過自然暴露在環(huán)境中去除果膠 [粘合劑])四到六周,以松開纖維。當(dāng)莖桿躺在田里時(shí),植物提取的大部分養(yǎng)分會(huì)隨著葉子分解而返回土壤。使用特殊機(jī)器將秸稈轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)次以均勻漚制,然后用現(xiàn)有的干草收割設(shè)備打包。棉包存放在干燥的地方,包括棚屋、谷倉或其他有蓋的倉庫。大麻稈的水分含量不應(yīng)超過15%。當(dāng)種植纖維時(shí),產(chǎn)量范圍為每英畝 2-6 短噸(1.8-5.4 噸)干莖,或 3-5 短噸(2.7-4.5 噸)。
3 大麻種子在儲(chǔ)存前必須適當(dāng)清潔和干燥。通常在氮?dú)夥障率褂脵C(jī)械壓榨機(jī)提取油,也稱為機(jī)械冷壓。防止氧氣、光和熱對生產(chǎn)具有可接受保質(zhì)期的美味油至關(guān)重要。也出現(xiàn)了用于去除油的溶劑萃取方法,因?yàn)樗鼈兛梢垣@得更高的產(chǎn)量。此類方法使用己烷、液態(tài)二氧化碳或乙醇作為溶劑?;瘖y品制造商可能需要精煉和除臭步驟。
4 可能需要一個(gè)脫殼步驟,使用壓碎機(jī)從種子上去除松脆的外皮。可能需要對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行修改,以充分清潔船體殘留物的種子。
5 為將木質(zhì)芯與韌皮纖維分離,使用了一系列滾筒(破碎機(jī))或錘磨機(jī)。然后將韌皮纖維清洗并梳理成所需的芯含量和細(xì)度,有時(shí)隨后切割成一定尺寸并打包。在清潔和梳理之后,通常需要進(jìn)行二次步驟。這些包括用于生產(chǎn)無紡墊和羊毛的消光、制漿(通過化學(xué)和物理方法分解纖維束以生產(chǎn)造紙纖維)和蒸汽爆炸,化學(xué)去除天然粘合劑以生產(chǎn)可編織纖維. 完整的纖維大麻加工線的產(chǎn)量為 2-8 短噸/小時(shí)(1.8-7.2 噸/小時(shí))。
6 初級纖維被壓制成高度壓縮的包,類似于 棉花、 羊毛和聚酯等其他纖維 。其他產(chǎn)品,如馬被褥,采用壓縮包包裝。
7 韌皮纖維通常用于造紙,將其放入稱為消化器的球形罐中,其中裝有水和化學(xué)品。這種混合物在升高的溫度和壓力下加熱長達(dá)八小時(shí),直到所有纖維彼此分離。用過量的水清洗可去除化學(xué)物質(zhì)和提取的結(jié)合成分(果膠)。然后將干凈的纖維送入稱為霍蘭德打漿機(jī)的機(jī)器中,該打漿機(jī)由一個(gè)配備有繞水平軸旋轉(zhuǎn)的輪子的大桶組成。這個(gè)打漿步驟持續(xù)長達(dá) 12 小時(shí),將纖維切割成所需的長度,并產(chǎn)生適當(dāng)粘合所需的表面粗糙度。有時(shí)會(huì)在此步驟中添加漂白化學(xué)品,或?qū)⑵讋┡c纖維分開。
測試大麻纖維的拉伸強(qiáng)度、細(xì)度(纖維直徑),并記錄顏色。在生長和生產(chǎn)過程的每個(gè)階段都記錄水分含量。植物的 THC 含量也經(jīng)過連續(xù)測試,以確保該水平不超過 0.3% 標(biāo)記。仍在研究大麻對行業(yè)的影響。設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)在不斷地改變和改變。
未使用的收獲大麻被燒毀。在纖維加工過程中,芯纖維被保存下來,通常用于制造紙張、馬匹床上用品或建筑材料。大多數(shù)大麻生產(chǎn)商通過去除灰塵,然后打包和包裝來回收芯纖維?;覊m可以壓成用作燃料的顆粒。核心的污垢和小碎片也用作高營養(yǎng)土壤添加劑。
在合法的地方,大麻產(chǎn)業(yè)以每年 20% 的速度增長。其他潛在用途正在開發(fā)中。例如,大麻粉已證明它可以用作水產(chǎn)養(yǎng)殖場的食品成分,特別是淡水魚和蝦。甚至大麻啤酒也進(jìn)入了加拿大市場,但預(yù)計(jì)仍將占啤酒銷量的一小部分。建筑業(yè)的復(fù)合材料也正在研究中。
使用大麻作為食物來源可能成為最大的應(yīng)用,因?yàn)榇舐榉N子具有很高的營養(yǎng)價(jià)值。種子含有必需的脂肪酸、蛋白質(zhì)、鈣、鐵、鋅和維生素 B、C 和 E。大麻種子可以制成油或面粉,也可以整粒食用,因?yàn)樗奈兜李愃朴谒勺踊蚩ㄗ?