Целлюлозаны өңдеу оның табиғи көздерінен, ең алдымен өсімдіктерден алу және тазартудың әртүрлі әдістерін қамтиды. Целлюлоза, полисахарид, өсімдіктердегі жасуша қабырғаларының құрылымдық компонентін құрайды және жер бетіндегі ең көп таралған органикалық полимер болып табылады. Оны өңдеу қағаз бен тоқыма, тамақ пен фармацевтикаға дейінгі салаларда өте маңызды.
1. Шикізат алу:
Целлюлоза негізінен өсімдіктерден алынады, ағаш пен мақта ең көп таралған көздер. Басқа көздерге қарасора, зығыр, джут және кейбір балдырлар жатады. Әртүрлі өсімдіктерде әртүрлі целлюлозалар бар, бұл алу және өңдеу тиімділігіне әсер етеді.
2. Алдын ала емдеу:
Целлюлоза экстракциясы алдында шикізат лигнин, гемицеллюлоза және пектин сияқты целлюлозды емес компоненттерді жою үшін алдын ала өңдеуден өтеді. Бұл қадам целлюлоза экстракциясының тиімділігін арттырады. Алдын ала өңдеу әдістеріне механикалық ұнтақтау, химиялық өңдеу (мысалы, қышқыл немесе сілтілі гидролиз) және биологиялық процестер (мысалы, ферментативті ас қорыту) жатады.
3. Целлюлоза экстракциясы:
Алдын ала өңделгеннен кейін целлюлоза өсімдік материалынан алынады. Осы мақсатта бірнеше әдістер қолданылады:
Механикалық әдістер: Механикалық әдістер целлюлоза талшықтарын шығару үшін өсімдік материалын физикалық түрде бұзуды қамтиды. Бұл ұнтақтау, фрезерлеу немесе престеуді қамтуы мүмкін.
Химиялық әдістер: Химиялық әдістер өсімдік материалын целлюлозаны қалдырып, целлюлозасыз компоненттерді еріту немесе ыдырату үшін химиялық заттармен өңдеуді қамтиды. Қышқылдық гидролиз және сілтілі өңдеу жиі қолданылатын химиялық әдістер.
Ферментативті әдістер: Ферментативті әдістер целлюлозаны оның құрамдас қанттарына ыдырату үшін целлюлоза ферменттерін пайдаланады. Бұл процесс химиялық әдістермен салыстырғанда селективті және экологиялық таза.
4. Тазалау және нақтылау:
Экстракциядан кейін целлюлоза қоспаларды кетіру және қажетті қасиеттерге қол жеткізу үшін тазарту мен тазартудан өтеді. Бұл целлюлоза талшықтарын қалдық химиялық заттардан немесе басқа компоненттерден бөлу үшін жууды, сүзуді және центрифугалауды қамтуы мүмкін.
5. Дайындау және өңдеу:
Тазартудан кейін целлюлозаны қолдану мақсатына қарай әртүрлі формаларға өңдеуге болады. Жалпы формаларға мыналар жатады:
Целлюлоза: целлюлоза целлюлозасы қағаз және картон өнеркәсібінде қолданылады. Әр түрлі жарықтық деңгейлеріне жету үшін оны ағартуға болады.
Талшықтар: целлюлоза талшықтары тоқыма және киім өндірісінде қолданылады. Оларды иірілген жіпке айналдырып, матаға тоқуға болады.
Пленкалар мен мембраналар: целлюлозаны қаптамада, биомедициналық қолданбаларда және сүзуде қолданылатын жұқа қабықшаларға немесе мембраналарға өңдеуге болады.
Химиялық туындылар: целлюлозаны химиялық түрлендіру арқылы белгілі бір қасиеттері бар туындыларды алуға болады. Мысалдарға целлюлоза ацетаты (фотопленка мен тоқыма өндірісінде қолданылады) және карбоксиметилцеллюлоза (азық-түлік өнімдері мен фармацевтикада қолданылады) жатады.
Наноцеллюлоза: наноцеллюлоза целлюлоза талшықтарына немесе наноөлшемдері бар кристалдарға жатады. Оның бірегей қасиеттері бар және нанокомпозиттер, биомедициналық материалдар және электроника сияқты әртүрлі озық қолданбаларда қолданылады.
6. Қолданбалар:
Өңделген целлюлоза барлық салаларда кең ауқымды қолданбаларды табады:
Қағаз және орау: Целлюлоза қағаз, картон және орау материалдарын өндірудегі негізгі шикізат болып табылады.
Тоқыма: Целлюлозаның көзі болып табылатын мақта тоқыма өнеркәсібінде киім, үй тоқыма және өнеркәсіптік маталар үшін кеңінен қолданылады.
Азық-түлік және фармацевтикалық өнімдер: целлюлоза туындылары тамақ өнімдерінде және фармацевтикалық құрамдарда қоюлатқыштар, тұрақтандырғыштар және эмульгаторлар ретінде қолданылады.
Биомедициналық қолданбалар: Целлюлоза негізіндегі материалдар жараларды таңғышта, тіндік инженерияға арналған тіректерді, дәрі-дәрмек жеткізу жүйелерін және медициналық импланттарды қолданады.
Қоршаған ортаны қалпына келтіру: Целлюлоза негізіндегі материалдарды суды тазарту және мұнай төгілуін тазалау сияқты қоршаған ортаны қалпына келтіру мақсатында пайдалануға болады.
Жаңартылатын энергия: Целлюлоза биомассасын ферменттеу және ферментативті гидролиз сияқты процестер арқылы этанол сияқты биоотынға айналдыруға болады.
7. Қоршаған ортаны қорғау ережелері:
Целлюлозаны өңдеудің қоршаған ортаға, әсіресе химиялық заттар мен энергияны пайдалануға қатысты салдары бар. Жаңартылатын энергия көздерін пайдалану, химиялық пайдалануды азайту және су мен химиялық қайта өңдеуге арналған жабық жүйені енгізу сияқты тұрақты өңдеу әдістерін әзірлеу бойынша күш-жігер жұмсалуда.
8. Болашақ трендтер:
Целлюлозаны өңдеудегі болашақ тенденциялар биологиялық ыдырайтын пластмассалар, ақылды тоқыма бұйымдары және нанокомпозиттер сияқты жақсартылған қасиеттері бар озық материалдарды әзірлеуді қамтиды. Сондай-ақ целлюлозаны әртүрлі қолданбаларда қазбаға негізделген материалдарға жаңартылатын және тұрақты балама ретінде пайдалануға қызығушылық артып келеді.
целлюлозаны өңдеу кең таралған өнеркәсіптік қолданбалы өнімдердің алуан түрін шығару үшін алу, тазарту және тұжырымдау сияқты бірқатар қадамдарды қамтиды. Өңдеу әдістерін оңтайландыру және целлюлоза негізіндегі инновациялық материалдарды әзірлеу күш-жігері тұрақтылық пен экологиялық жауапкершілікке баса назар аудара отырып, осы саладағы жетістіктерге жетелейді.
Жіберу уақыты: 25 сәуір-2024 ж