Ինչպե՞ս է մշակվում ցելյուլոզը:

Ցելյուլոզայի մշակումը ներառում է տարբեր մեթոդներ՝ այն հանելու և զտելու իր բնական աղբյուրներից, հիմնականում՝ բույսերից: Բջջանյութը, որը պոլիսախարիդ է, կազմում է բույսերի բջջային պատերի կառուցվածքային բաղադրիչը և հանդիսանում է Երկրի վրա ամենաառատ օրգանական պոլիմերը: Դրա վերամշակումը կարևոր նշանակություն ունի արդյունաբերության մեջ՝ սկսած թղթից և տեքստիլից մինչև սննդամթերք և դեղագործություն:

1. Հումքի մատակարարում.

Ցելյուլոզը հիմնականում ստացվում է բույսերից, որոնցից ամենատարածված աղբյուրները փայտն ու բամբակն են: Այլ աղբյուրներից են կանեփը, կտավատը, ջուտը և որոշ ջրիմուռներ։ Տարբեր բույսեր ունեն տարբեր ցելյուլոզայի պարունակություն, ինչը ազդում է արդյունահանման և վերամշակման արդյունավետության վրա:

2. Նախնական բուժում.

Նախքան ցելյուլոզայի արդյունահանումը, հումքը ենթարկվում է նախնական մշակման՝ հեռացնելու ոչ ցելյուլոզային բաղադրիչները, ինչպիսիք են լիգնինը, հեմիցելյուլոզը և պեկտինը: Այս քայլը բարձրացնում է ցելյուլոզայի արդյունահանման արդյունավետությունը: Նախամշակման մեթոդները ներառում են մեխանիկական մանրացում, քիմիական մշակումներ (օրինակ՝ թթվային կամ ալկալային հիդրոլիզ) և կենսաբանական պրոցեսներ (օրինակ՝ ֆերմենտային մարսողություն):

3. Ցելյուլոզայի արդյունահանում.

Նախապես մշակվելուց հետո ցելյուլոզը արդյունահանվում է բուսանյութից: Այս նպատակով օգտագործվում են մի քանի մեթոդներ.

Մեխանիկական մեթոդներ. Մեխանիկական մեթոդները ներառում են բուսական նյութի ֆիզիկապես քայքայումը՝ ցելյուլոզային մանրաթելեր ազատելու համար: Սա կարող է ներառել մանրացում, ֆրեզերային կամ սեղմում:

Քիմիական մեթոդներ. Քիմիական մեթոդները ներառում են բուսական նյութի մշակումը քիմիական նյութերով, որպեսզի լուծարվեն կամ քայքայվեն ոչ ցելյուլոզային բաղադրիչները` թողնելով ցելյուլոզը: Թթվային հիդրոլիզը և ալկալային բուժումը սովորաբար օգտագործվում են քիմիական մեթոդներով:

Ֆերմենտային մեթոդներ. Ֆերմենտային մեթոդները օգտագործում են ցելյուլազային ֆերմենտներ՝ ցելյուլոզը բաղադրող շաքարների բաժանելու համար: Այս գործընթացը ավելի ընտրովի է և էկոլոգիապես մաքուր՝ համեմատած քիմիական մեթոդների հետ:

4. Մաքրում և զտում.

Արդյունահանվելուց հետո ցելյուլոզը ենթարկվում է մաքրման և զտման՝ կեղտը հեռացնելու և ցանկալի հատկությունների հասնելու համար: Սա կարող է ներառել լվացում, ֆիլտրում և ցենտրիֆուգում՝ ցելյուլոզային մանրաթելերը մնացորդային քիմիական նյութերից կամ այլ բաղադրիչներից առանձնացնելու համար:

5. Ձևակերպում և մշակում.

Մաքրումից հետո ցելյուլոզը կարող է վերամշակվել տարբեր ձևերի՝ կախված դրա նախատեսված կիրառությունից: Ընդհանուր ձևերը ներառում են.

Ցելյուլոզային միջուկը օգտագործվում է թղթի և ստվարաթղթի արդյունաբերության մեջ: Այն կարելի է սպիտակեցնել՝ հասնելու պայծառության տարբեր մակարդակների:

Մանրաթելեր. Ցելյուլոզային մանրաթելերն օգտագործվում են տեքստիլի և հագուստի մեջ: Դրանք կարելի է մանել մանվածքի մեջ և հյուսել գործվածքների մեջ։

Թաղանթներ և թաղանթներ. Ցելյուլոզը կարող է վերամշակվել բարակ թաղանթների կամ թաղանթների մեջ, որոնք օգտագործվում են փաթեթավորման, կենսաբժշկական կիրառությունների և ֆիլտրման մեջ:

Քիմիական ածանցյալներ. Ցելյուլոզը կարող է քիմիական ձևափոխվել՝ հատուկ հատկություններով ածանցյալներ արտադրելու համար: Օրինակները ներառում են ցելյուլոզայի ացետատը (օգտագործվում է լուսանկարչական թաղանթում և տեքստիլում) և կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզը (օգտագործվում է սննդամթերքի և դեղագործության մեջ):

Նանոցելյուլոզա. Նանոցելյուլոզը վերաբերում է ցելյուլոզային մանրաթելերին կամ բյուրեղներին՝ նանոմաշտաբով: Այն ունի եզակի հատկություններ և օգտագործվում է տարբեր առաջադեմ ծրագրերում, ինչպիսիք են նանոկոմպոզիտները, կենսաբժշկական նյութերը և էլեկտրոնիկան:

6. Դիմումներ:

Վերամշակված ցելյուլոզը լայն կիրառություն է գտնում արդյունաբերության մեջ.

Թուղթ և փաթեթավորում. Ցելյուլոզը հիմնական հումք է թղթի, ստվարաթղթի և փաթեթավորման նյութերի արտադրության մեջ:

Տեքստիլ. Բամբակը, որը ցելյուլոզայի աղբյուր է, լայնորեն օգտագործվում է տեքստիլ արդյունաբերության մեջ հագուստի, տնային գործվածքների և արդյունաբերական գործվածքների համար:

Սննդամթերք և դեղագործական արտադրանք. Ցելյուլոզայի ածանցյալները օգտագործվում են որպես խտացուցիչներ, կայունացուցիչներ և էմուլգատորներ սննդամթերքի և դեղագործական ձևակերպումների մեջ:

Կենսաբժշկական կիրառություններ. Ցելյուլոզայի վրա հիմնված նյութերն օգտագործվում են վերքերի վիրակապման, հյուսվածքների ճարտարագիտության փայտամածների, դեղերի առաքման համակարգերի և բժշկական իմպլանտների համար:

Շրջակա միջավայրի վերականգնում. ցելյուլոզայի վրա հիմնված նյութերը կարող են օգտագործվել շրջակա միջավայրի վերականգնման նպատակներով, ինչպիսիք են ջրի մաքրումը և նավթի արտահոսքի մաքրումը:

Վերականգնվող էներգիա. ցելյուլոզային կենսազանգվածը կարող է վերածվել կենսավառելիքի, ինչպիսին է էթանոլը այնպիսի գործընթացների միջոցով, ինչպիսիք են խմորումը և ֆերմենտային հիդրոլիզը:

7. Բնապահպանական նկատառումներ.

Ցելյուլոզայի մշակումն ունի բնապահպանական հետևանքներ, մասնավորապես՝ կապված քիմիական նյութերի և էներգիայի օգտագործման հետ: Աշխատանքներ են տարվում մշակման ավելի կայուն մեթոդների մշակման ուղղությամբ, ինչպիսիք են էներգիայի վերականգնվող աղբյուրների օգտագործումը, քիմիական նյութերի օգտագործումը նվազագույնի հասցնելը և ջրի և քիմիական վերամշակման համար փակ համակարգերի ներդրումը:

8. Ապագայի միտումները.

Ցելյուլոզայի վերամշակման ապագա միտումները ներառում են ուժեղացված հատկություններով առաջադեմ նյութերի մշակումը, ինչպիսիք են կենսաքայքայվող պլաստիկները, խելացի տեքստիլները և նանոկոմպոզիտները: Աճում է նաև ցելյուլոզը որպես վերականգնվող և կայուն այլընտրանք հանածոների վրա հիմնված նյութերի օգտագործման նկատմամբ հետաքրքրությունը տարբեր կիրառություններում:

Ցելյուլոզայի վերամշակումը ներառում է մի շարք քայլեր, ներառյալ արդյունահանումը, մաքրումը և ձևավորումը, որպեսզի արտադրվի լայն արդյունաբերական կիրառություն ունեցող ապրանքների բազմազան տեսականի: Մշակման մեթոդների օպտիմալացման և ցելյուլոզայի վրա հիմնված նորարարական նյութերի մշակման ջանքերը խթանում են առաջընթացն այս ոլորտում՝ կենտրոնանալով կայունության և բնապահպանական պատասխանատվության վրա: