工业大麻
背景
大麻是一种独特的植物品种 Cannabis sativa L. 可以长到 4-15 英尺（1.2-4.5 米），直径可达 0.75 英寸（2 厘米）。该植物由称为髓的内层组成，其周围是木质芯纤维，通常称为 hurds。韧皮纤维形成外层。初级韧皮纤维通过果胶（一种胶状物质）附着在芯纤维上。主要纤维用于纺织品、绳索和高级纸制品。这种类似木质的芯纤维用于动物床上用品、花园覆盖物、燃料和各种建筑材料。
由于叶子形状相似，大麻经常与另一种大麻植物大麻混淆。主要区别在于它们的四氢大麻酚 (THC) 含量，这种成分在吸烟时会产生高浓度。大麻的 THC 含量高达 20%，而工业大麻的含量不到 1%。尽管存在这种差异，一些国家仍不愿将大麻种植合法化（尤其是美国），因为担心这会使控制该药物的使用变得更加困难。大多数大麻品种还具有纤维含量非常高 (35%) 的空心茎，而大麻品种通常具有纤维含量低 (15%) 的实心茎。
加拿大是一个将大麻合法化的国家，但有一些限制。允许的最大 THC 浓度为 0.3%，所有大麻种植者都必须接受犯罪记录检查，并获得加拿大卫生部的许可。尽管有这些限制，大麻产量在短短一年内增加了三倍，从 1998 年收获的 6, 175 英亩（61.75 公顷）增加到 1999 年的近 20,000 英亩（200 公顷）。 1999 年加拿大种植的 95% 以上的英亩用于麻粒。
种植大麻的农民声称它是一种很好的轮作作物，几乎可以替代任何收成。它无需杀虫剂即可生长，并且擅长给土壤通气。以每英亩为基础，一项估计声称大麻为农民带来的收入（250-300 美元）高于玉米或大豆（100-200 美元）。与美国西北部的红杉树在类似的 20 年期间相比，一整季大麻的生长只需要 90 天，每英亩的纸张产量是其四倍。然而，还有其他品种的树木产量是大麻的两到三倍。
大麻的拥护者声称它可以用于 25,000 种不同的产品，从服装到食品再到洗浴用品。直到 19 世纪，90% 的船舶帆布帆、索具和网都使用大麻（因此它是美洲殖民地的必需作物）。今天，大麻纤维被用作汽车部件中玻璃纤维的替代品，并制成用于窗户敷料、浴帘和室内装潢的布料。中国是世界上最大的大麻织物生产国，而印度则是全球最大的大麻织物生产国。
由大麻纤维制成的其他产品包括：绝缘材料、刨花板、纤维板、绳索、麻线、纱线、新闻纸、纸板、纸张、马厩床上用品和堆肥。已发现大麻床上用品在减少氨气味方面优于稻草和其他马厩材料。大麻籽用于制造甲醇和取暖油、色拉油、药品、肥皂、油漆和墨水。
目前，包括加拿大、英国、法国和中国在内的 32 个国家允许农民种植工业大麻。目前北美的大麻销售和出口市场估计每年在 50-1 亿美元之间。 1997 年，美国进口的由大麻制成的工业机织物总额为 290 万美元。如果将其他产品（如纸张、洗发水和油）包括在内，进口额将跃升至 4000 万美元左右。大麻的纺织用途占加拿大生产的大麻产品的 5%。
历史
大麻是公元前 8000 年左右在国内种植的第一种植物。 在美索不达米亚（今土耳其）。大麻是为了纤维和食物而种植的。据记载，它在公元前 6500 年左右在中亚收获。 几个世纪后，中国开始种植大麻作为作物，后来将其用于医药。到 2700 B.C. 、中东、非洲和亚洲大部分地区使用大麻作为织物、绳索、药物和食品。 400 年后，大麻被引入欧洲。现存最古老的一张纸，100% 中国大麻羊皮纸，可追溯到公元 770 年。
从 1000 B.C. 到 19 世纪，大麻是世界上最大的农作物，还用于造纸和灯油。在此期间，几本著名的书籍，包括圣经和爱丽丝梦游仙境， 印在麻纸上，几位著名艺术家在麻画布上作画。 1606 年，一位法国植物学家在新斯科舍省种植了北美的第一批作物。托马斯·杰斐逊 (Thomas Jefferson) 在大麻纸上起草了《美国独立宣言》，并自己种植了大麻。两个世纪后，美国和加拿大于 1937 年通过《大麻税法》（这对任何大麻制造商征收每盎司一美元的税）停止了大麻种植，后来在第二次世界大战期间取消了该法案。
自 1960 年代以来，全球大麻产量一直在下降，从 1961 年的 300,000 多短吨（272,160 吨）大麻纤维和丝束下降到 1997 年的 69,000 短吨（62,597 吨）。中国占该产量的 36%，占总产量的 73%粮食生产。同期数量从 80,000 短吨降至 37,000 短吨（72,576 至 33,566 吨）。 1994 年左右，有 23 家造纸厂使用大麻纤维，估计世界每年产量为 12,000 短吨（10,886 吨）。这些工厂大多位于中国和印度，用于生产印刷和书写纸。其他人生产特种纸，包括卷烟纸。大麻纸浆和造纸厂平均每年生产约 5,000 短吨（4,536 吨），而木浆厂每年生产 250,000 短吨（226,800 吨）。
然而，在过去十年中，交易和制造大麻产品的公司数量急剧增加。自 1998 年加拿大刚刚将大麻生产和销售合法化以来，北美市场仍处于起步阶段。一年后在美国开始了大麻种植试验，尽管商业种植大麻仍然是非法的。
原材料
纤维加工使用很少的化学品，如果有的话。然而，纤维可以与其他材料混合，例如合成纤维或树脂作为粘合剂，这取决于所制造的最终产品。对于造纸，水和化学品（氢氧化钠或硫化合物）与纤维混合以去除天然胶水成分。
制造过程
栽培与收获
大麻是一种一年生植物，从种子中生长出来。它生长在各种土壤中，但往往在生产高产玉米的土地上生长最好。土壤必须排水良好，富含氮且非酸性。大麻更喜欢温和的气候、潮湿的大气和每年至少 25-30 英寸（64-76 厘米）的降雨量。在播种之前，土壤温度必须至少达到 42-46°F（5.5-7.7°C）。
- 1 北美地区 8 月中旬，当植物开始脱落花粉时，作物就可以收获优质纤维了。四到六周后收获种子。纤维大麻通常在播种后 70-90 天内即可收获。使用具有独立齿排和切碎机的专用机器。要收获用于纺织品的大麻，需要专门的切割设备。联合收割机用于收割
麻和麻纤维的例子。谷物，经过改良以避免机器零件与韧皮纤维缠结。 - 2 收割作物后，让茎秆在田间腐烂（通过自然暴露在环境中去除果胶 [粘合剂]）四到六周（具体取决于天气）以松开纤维。当茎杆躺在田里时，植物提取的大部分养分会随着叶子分解而返回土壤。使用特殊机器将秸秆转动数次以均匀沤沤，然后用现有的干草收割设备打包。棉包存放在干燥的地方，包括棚屋、谷仓或其他有盖的仓库。大麻秆的水分含量不应超过15%。当种植纤维时，产量范围为每英亩 2-6 短吨（1.8-5.4 吨）干秸秆，或加拿大每英亩 3-5 短吨（2.7-4.5 吨）打包的大麻秸秆。
谷物加工
- 3 大麻种子在储存前必须适当清洁和干燥。通常在氮气氛下使用机械压榨机提取油，也称为机械冷压。防止氧气、光和热对生产具有可接受保质期的美味油至关重要。也出现了用于去除油的溶剂萃取方法，因为它们可实现更高的产量。此类方法使用己烷、液态二氧化碳或乙醇作为溶剂。化妆品制造商可能需要精炼和除臭步骤。
- 4 可能需要一个脱壳步骤，使用压碎机从种子上去除松脆的外皮。可能需要对现有设备进行修改，以充分清洁船体残留物的种子。
纤维加工
- 5 为了将木质芯与韧皮纤维分离，使用了一系列辊子（破碎机）或锤磨机。然后将韧皮纤维清洗并梳理成所需的芯含量和细度，有时随后切割成一定尺寸并打包。在清洁和梳理之后，通常需要进行二次步骤。这些包括用于生产无纺垫和羊毛的消光、制浆（通过化学和物理方法分解纤维束以生产造纸纤维）和蒸汽爆炸，化学去除天然粘合剂以生产可编织纤维.完整的纤维大麻加工线的产量范围为 2-8 短吨/小时（1.8-7.2 吨/小时）。
包装
- 6 初级纤维被压制成高度压缩的捆包，类似于棉、等其他纤维 羊毛和涤纶。其他产品，例如马被褥，则采用压缩包进行包装。
造纸
- 7 韧皮纤维通常用于造纸，将其放入称为消化器的球形罐中，其中装有水和化学品。这种混合物在升高的温度和压力下加热长达八小时，直到所有纤维彼此分离。用过量的水清洗可去除化学物质和提取的结合成分（果胶）。然后将干净的纤维送入称为霍兰德打浆机的机器中，该打浆机由一个配备有绕水平轴旋转的轮子的大桶组成。这个打浆步骤持续长达 12 小时，将纤维切割成所需的长度，并产生适当粘合所需的表面粗糙度。有时会在此步骤中添加漂白化学品，或将漂白剂与纤维分开。然后将漂白的纸浆泵送到造纸机或压榨至适合运输到另一个位置的造纸厂的干燥度。
质量控制
测试大麻纤维的拉伸强度、细度（纤维直径）并记录颜色。在生长和生产过程的每个阶段都记录水分含量。植物的 THC 含量也经过连续测试，以确保该水平不超过 0.3% 标记。仍在研究大麻对该行业的影响。设定的标准在不断地改变和改变。
副产品/废物
未使用的收获大麻被烧毁。在纤维加工过程中，芯纤维被保存下来，通常用于制造纸张、马匹床上用品或建筑材料。大多数大麻生产商通过去除灰尘，然后打包和包装来回收芯纤维。灰尘可以压制成用作燃料的颗粒。核心的污垢和小碎片也用作高营养土壤添加剂。
未来
在合法的地方，大麻产业以每年 20% 的速度增长。其他潜在用途正在开发中。例如，大麻粉已证明它可以用作水产养殖场的食品成分，特别是淡水鱼和虾。即使大麻啤酒也进入了加拿大市场，但预计它仍将占啤酒销量的一小部分。建筑业的复合材料也正在研究中。
使用大麻作为食物来源可能成为最大的应用，因为大麻种子具有很高的营养价值。种子含有必需的脂肪酸、蛋白质、钙、铁、锌和维生素 B、C 和 E。大麻种子可以制成油或面粉，也可以整粒食用，因为它的味道类似于松子或葵花籽.
美国大麻的前景并不确定，因为种植大麻仍然是非法的。 1998 年有 10 个州通过了立法，允许以研究为目的种植大麻——阿肯色州、加利福尼亚州、夏威夷州、伊利诺伊州、明尼苏达州、蒙大拿州、新墨西哥州、北达科他州和弗吉尼亚州——还有其他一些州正在考虑这样做。然而，联邦法律仍然禁止种植工业大麻。在美国开发任何市场之前，缉毒署必须改变主意。一旦发生这种情况，如果有足够的投资和兴趣，价格具有竞争力，并且可以生产出高质量的产品，大麻可能会成为价值 10 亿美元的作物。加工技术也需要升级，以获得更高附加值的产品。
制造工艺