Comment l'indigo est fait - matériaux, la fabrication, l'histoire, utilisé, le traitement, les pièces, la structure, les étapes,
Contexte
Indigo, ou indigotine, est une matière colorante extraite à l'origine des variétés des plantes d'indigo et guède. Indigo a été connu dans le monde antique pour sa capacité à des tissus de couleur d'un bleu profond. objets égyptiens donnent à penser que l'indigo a été utilisé dès 1600 av. J.-C. et il a été trouvé en Afrique, en Inde, en Indonésie et en Chine.
L'indigo nom vient du terme romain indicum, ce qui signifie un produit de l'Inde. Ceci est un peu un abus de langage car la plante est cultivée dans de nombreuses régions du monde, notamment en Asie, Java, le Japon et l'Amérique centrale. Un autre terme ancien pour le colorant est nul à partir de laquelle le terme arabe pour le bleu, al-nul, est dérivé. L'aniline de mot anglais vient de la même source.
Le colorant peut être extrait de plusieurs plantes, mais historiquement l'indigo était le plus utilisé parce qu'il est était plus largement disponible. Il appartient à la famille des légumineuses et plus de trois cents espèces ont été identifiées. Indigo tinctoria et moi suifruticosa sont les plus communs. Dans les temps anciens, l'indigo était une denrée précieuse parce que les feuilles de plantes ne contiennent que peu du colorant (environ 2-4%). Par conséquent, un grand nombre de plantes sont nécessaires pour produire une quantité importante de colorant. plantations Indigo ont été fondées dans de nombreuses régions du monde pour assurer une alimentation contrôlée.
La demande de l'indigo augmenté de façon spectaculaire au cours de la révolution industrielle, en partie en raison de la popularité de Levi Strauss # x0027; jeans en denim bleu. De Le processus d'extraction naturelle était cher et ne pouvait pas produire les quantités de masse nécessaires à l'industrie du vêtement en plein essor. Alors, les chimistes ont commencé à chercher des méthodes de synthèse de la production du colorant. En 1883, Adolf von Baeyer (de la renommée de l'aspirine Baeyer) a étudié l'indigo # x0027; s structure chimique. Il a découvert qu'il pouvait traiter oméga-bromoacétanilide avec un alcali (une substance qui est un pH élevé) pour produire oxindole. Plus tard, à partir de cette observation, K. Heumann a identifié une voie de synthèse pour produire de l'indigo. Dans les 14 ans, leur travail a donné lieu à la première production commerciale du colorant synthétique. En 1905 Baeyer a reçu le prix Nobel pour sa découverte.
Matières premières
Les matières premières utilisées dans la production naturelle de l'indigo sont des feuilles d'une variété d'espèces végétales, y compris l'indigo, guède et polygonum. Seules les feuilles sont utilisées car elles contiennent la plus grande concentration de molécules de colorant. Dans le procédé de synthèse, un certain nombre de produits chimiques sont utilisés comme décrit ci-dessous.
Le processus de fabrication
extraction naturelle
- 1 extraction végétale de l'indigo nécessite plusieurs étapes parce que le colorant lui-même n'existe pas réellement dans la nature. Le produit chimique trouvé dans les feuilles des plantes est vraiment indican, un précurseur de l'indigo. Le processus antique pour extraire indican des feuilles de la plante et le convertir en indigo est resté inchangé depuis des milliers d'années. Dans ce procédé, une série de réservoirs sont disposés en une étape de façon rationnelle. Le plus haut réservoir est un récipient de fermentation dans lequel sont placés les plantes fraîchement coupées. Une enzyme connue sous le nom indimulsin est ajouté à hydrolyser, ou tomber en panne, l'indican dans l'indoxyle et le glucose. Pendant ce processus, le dioxyde de carbone est émis et le bouillon dans le réservoir tourne un jaune sombre.
2 Après environ 14 heures, le liquide résultant est évacué dans un second réservoir. Ici, le mélange indoxyle riche est agité avec palettes pour le mélanger avec de l'air. Cela permet à l'air pour oxyder le indoxyl à indigotine, qui se dépose au fond de la cuve. La couche supérieure de liquide est siphonné à une distance constante et le pigment est transféré dans une troisième cuve où il est chauffé pour arrêter le processus de fermentation. Le mélange résultant est filtré pour éliminer les impuretés et séchée pour former une pâte épaisse.
Historiquement, les Japonais ont utilisé une autre méthode qui consiste à extraire l'indigo de la plante polygonum. Dans ce processus, la plante est mélangée avec de la poudre de brou de blé, poudre de calcaire, les cendres de soude caustique, et le saké. On laisse fermenter pendant environ une semaine pour former le pigment de colorant qui est appelé Sukumo.
La production synthétique
- 3 Une variété de procédés chimiques de synthèse ont été utilisés pour produire de l'indigo. Tous ces processus impliquent la combinaison d'une série de réactifs chimiques dans des conditions contrôlées. Les corps réactionnels sont soumis à une série de réactions qui aboutissent à la formation de la molécule d'indigo. Un certain nombre d'autres sous-produits chimiques sont également produits dans cette réaction.
- 4 Ces réactions de synthèse sont réalisées en grande acier inoxydable ou récipients en verre réaction. Ces navires sont équipés de vestes pour permettre à la vapeur ou l'eau froide pour circuler autour du lot comme les réactions progressent. En raison de la complexité de ces processus chimiques, le colorant est habituellement fait en quantités de lots. Il y a, cependant, quelques méthodes inventées par les Allemands pour la fabrication de processus continu.
Les types de réactions
opérations de finition
6 Une fois le processus de réaction chimique est terminée, le colorant fini doit être lavé pour éliminer les impuretés, puis séché. La poudre séchée peut être emballé dans des fûts ou reconstitué avec de l'eau pour former une solution à 20% et rempli dans des seaux.
Le symbole chimique pour indican, le composé qui se trouve dans les feuilles de la plante indigo qui est utilisé pour fabriquer la teinture indigo.
Contrôle de qualité
Lors de la fabrication de l'indigo, le processus de réaction est surveillée en continu pour garantir que les produits chimiques sont combinés dans les proportions appropriées. Les éléments clés qui doivent être contrôlés comprennent le pH (ou de la qualité acide / base de la charge), la température (qui contrôle la vitesse de la réaction), et le temps de réaction (qui détermine le degré d'achèvement). Si l'une de ces variables s'écartent des spécifications, le produit de réaction résultant peut être affectée. En général, les mauvais résultats de contrôle de la qualité du rendement plus faible du colorant, ce qui augmente les coûts pour le fabricant.
Afin de garantir que les fabricants peuvent toujours acheter la même nuance de colorant, l'indigo est attribué un numéro Color Index qui définit son ombre. Il est désigné comme # X0022; CI naturel bleu CI 75780. # x0022;
Sous-produits / déchets
Indigo production produit une variété de produits de déchets qui doivent être manipulés avec précaution. En plus des réactifs décrits ci-dessus, il existe d'autres produits secondaires de la réaction qui sont produites en même temps que l'indigo. Certains de ces matériaux sont considérés comme dangereux et doivent être éliminés conformément aux directives d'élimination des déchets chimiques locaux et fédéraux. Ces déchets chimiques peuvent pénétrer dans l'environnement dans au moins trois façons différentes. La première est au cours de la fabrication proprement dite de la molécule. Le second est lorsque le colorant est appliqué sur le fil, et le troisième est lorsque le colorant est élue dans l'eau de lavage pendant le lavage à la pierre initiale ou traitement par voie humide du tissu. Cette dernière route se produit généralement lors de la production de tissu denim.
L'avenir
Où En savoir plus
Kirk, R. E. et D. F. Othmer (ed.) Encyclopedia of Chemical Technology: alcoxydes, des métaux aux antibiotiques (Peptides). Wiley Interscience, John Wiley and Sons, 1978.
périodiques
Guilbaut, G. B. et D. W. Kramer. # X0022; résorufine butyrate et acétate indoxyle comme fluorogènes Substrats pour cholinestérases # x0022. Analytical Chemistry 37 (1965): 120-23.