Vinnsla sellulósa felur í sér ýmsar aðferðir til að vinna og betrumbæta hann úr náttúrulegum uppruna, fyrst og fremst plöntum. Sellulósi, fjölsykra, myndar byggingarhluta frumuveggja í plöntum og er algengasta lífræna fjölliðan á jörðinni. Vinnsla þess skiptir sköpum í iðnaði, allt frá pappír og textíl til matvæla og lyfja.
1. Uppruni hráefna:
Sellulósi er fyrst og fremst fengin úr plöntum, þar sem viður og bómull eru algengustu uppsprettur. Aðrar uppsprettur eru hampi, hör, júta og sumir þörungar. Mismunandi plöntur hafa mismunandi innihald sellulósa, sem hefur áhrif á skilvirkni útdráttar og vinnslu.
2. Formeðferð:
Áður en sellulósaútdráttur er útdráttur fara hráefni í formeðferð til að fjarlægja ekki sellulósa efni eins og lignín, hemicellulose og pektín. Þetta skref eykur skilvirkni sellulósaútdráttar. Formeðferðaraðferðir fela í sér vélræna mölun, efnafræðilegar meðferðir (td sýru- eða basavatnsrof) og líffræðilegar aðferðir (td ensímmelting).
3. Sellulósaútdráttur:
Þegar búið er að formeðhöndla sellulósa er dregið úr plöntuefninu. Nokkrar aðferðir eru notaðar í þessu skyni:
Vélrænar aðferðir: Vélrænar aðferðir fela í sér að brjóta niður plöntuefnið líkamlega til að losa sellulósatrefjar. Þetta getur falið í sér mala, mölun eða pressun.
Efnafræðilegar aðferðir: Efnafræðilegar aðferðir fela í sér að meðhöndla plöntuefnið með efnum til að leysa upp eða brjóta niður frumefni sem ekki eru sellulósa og skilja eftir sellulósa. Súr vatnsrof og basísk meðferð eru almennt notaðar efnafræðilegar aðferðir.
Ensímaðferðir: Ensímaðferðir nota frumu ensím til að brjóta niður sellulósa í sykur sem innihalda þær. Þetta ferli er sértækara og umhverfisvænna miðað við efnafræðilegar aðferðir.
4. Hreinsun og hreinsun:
Þegar sellulósa hefur verið dregið út, gengst það í gegnum hreinsun og hreinsun til að fjarlægja óhreinindi og ná tilætluðum eiginleikum. Þetta getur falið í sér þvott, síun og skilvindu til að aðskilja sellulósatrefjar frá efnaleifum eða öðrum íhlutum.
5. Samsetning og vinnsla:
Eftir hreinsun er hægt að vinna sellulósa í ýmis form eftir því sem fyrirhugað er að nota. Algeng form eru:
Kvoða: Sellulósakvoða er notað í pappírs- og pappaiðnaði. Það er hægt að bleikja það til að ná mismunandi birtustigi.
Trefjar: Sellulósa trefjar eru notaðar í vefnaðarvöru og fatnað. Hægt er að spinna þær í garn og vefa þær í efni.
Filmur og himnur: Hægt er að vinna úr sellulósa í þunnar filmur eða himnur sem notaðar eru í umbúðir, lífeðlisfræðilegar notkunir og síun.
Efnafræðilegar afleiður: Sellulósa er hægt að breyta efnafræðilega til að framleiða afleiður með sérstaka eiginleika. Sem dæmi má nefna sellulósaasetat (notað í ljósmyndafilmu og vefnaðarvöru) og karboxýmetýlsellulósa (notað í matvæli og lyf).
Nanósellulósa: Nanósellulósa vísar til sellulósatrefja eða kristalla með nanóskala. Það hefur einstaka eiginleika og er notað í ýmsum háþróaðri notkun eins og nanósamsett efni, lífeindafræðileg efni og rafeindatækni.
6. Umsóknir:
Unninn sellulósa á sér víðtæka notkun í atvinnugreinum:
Pappír og umbúðir: Sellulósi er lykilhráefni í framleiðslu á pappír, pappa og umbúðum.
Vefnaður: Bómull, uppspretta sellulósa, er mikið notað í textíliðnaðinum fyrir fatnað, heimilistextíl og iðnaðarefni.
Matur og lyf: Sellulósaafleiður eru notaðar sem þykkingarefni, sveiflujöfnun og ýruefni í matvælum og lyfjaformum.
Líffræðileg notkun: Sellulósa-undirstaða efni eru notuð í sáraumbúðir, vinnupalla fyrir vefjaverkfræði, lyfjagjafakerfi og lækningaígræðslur.
Umhverfisúrbætur: Sellulósa-undirstaða efni geta verið notuð til umhverfisbóta, svo sem vatnsmeðferðar og hreinsunar á olíuleki.
Endurnýjanleg orka: Sellulósa lífmassa er hægt að breyta í lífeldsneyti eins og etanól með ferlum eins og gerjun og ensímvatnsrofi.
7. Umhverfissjónarmið:
Sellulósavinnsla hefur umhverfisáhrif, sérstaklega varðandi notkun efna og orku. Unnið er að því að þróa sjálfbærari vinnsluaðferðir, svo sem að nýta endurnýjanlega orkugjafa, lágmarka efnanotkun og innleiða lokuð kerfi fyrir endurvinnslu vatns og efna.
8. Framtíðarstraumar:
Framtíðarþróun í sellulósavinnslu felur í sér þróun háþróaðra efna með aukna eiginleika, svo sem niðurbrjótanlegt plast, snjall vefnaðarvöru og nanósamsett efni. Það er einnig vaxandi áhugi á að nýta sellulósa sem endurnýjanlegan og sjálfbæran valkost við efni sem byggir á steingervingum í ýmsum notkunum.
sellulósavinnsla felur í sér röð skrefa, þar á meðal útdrátt, hreinsun og mótun, til að framleiða fjölbreytt úrval af vörum með útbreiddum iðnaðarnotkun. Viðleitni til að hámarka vinnsluaðferðir og þróa nýstárleg efni sem eru byggð á sellulósa eru knýjandi framfarir á þessu sviði, með áherslu á sjálfbærni og umhverfisábyrgð.
Birtingartími: 25. apríl 2024