Seluloz polîsakarîdek tevlihev e ku ji gelek yekeyên glukozê pêk tê ku bi girêdanên β-1,4-glîkozîdîk ve girêdayî ne. Ew pêkhateya sereke ya dîwarên şaneyên nebatan e û piştgiriyek avahîsaziyê ya bihêz û hişkbûnê dide dîwarên şaneyên nebatan. Ji ber zincîra molekulî ya selulozê ya dirêj û krîstalînîteya bilind, ew xwedî îstîqrar û çaresernebûna xurt e.
(1) Taybetmendiyên selulozê û zehmetiya helandinê
Seluloz xwedî taybetmendiyên jêrîn e ku dihele û dihele:
Krîstalîtbûna bilind: Zincîrên molekulî yên selulozê bi rêya girêdanên hîdrojenê û hêzên van der Waals avahiyek torê ya teng çêdikin.
Asta bilind a polîmerîzasyonê: Asta polîmerîzasyonê (ango dirêjahiya zincîra molekulî) ya selulozê bilind e, bi gelemperî ji sedan heta bi hezaran yekîneyên glukozê diguhere, ku ev yek aramiya molekulê zêde dike.
Tora girêdanên hîdrojenê: Girêdanên hîdrojenê di navbera û di nav zincîrên molekulî yên selulozê de bi berfirehî hene, ev yek jî hilweşandin û helandina wê ji hêla çareserkerên gelemperî ve dijwar dike.
(2) Reaktîfên ku selulozê dihelînin
Niha, reagentên naskirî yên ku dikarin bi bandor selulozê bihelînin bi piranî kategoriyên jêrîn in:
1. Şileyên Îyonîk
Şileyên îyonîk şileyên ku ji katyonên organîk û anyonên organîk an neorganîk pêk tên, bi gelemperî xwedî volatîlîteya kêm, aramiya germî ya bilind û guhêrbarbûna bilind in. Hin şileyên îyonîk dikarin selulozê bihelînin, û mekanîzmaya sereke şikandina girêdanên hîdrojenê yên di navbera zincîrên molekulî yên selulozê de ye. Şileyên îyonîk ên hevpar ên ku selulozê dihelînin ev in:
1-Butyl-3-methylimidazolyum chloride ([BMIM]Cl): Ev şileya îyonîk selulozê bi rêya wergirên girêdana hîdrojenê bi têkiliyên hîdrojenê yên di selulozê de dihelîne.
1-Etîl-3-metîlîmîdazolyûm asetat ([EMIM][Ac]): Ev şileya îyonîk dikare selulozê di bin şert û mercên nisbeten nerm de bi rêjeyên bilind bihelîne.
2. Çareseriya oksîdanta amîn
Çareseriya oksîdanta amîn wekî çareseriyeke tevlihev a dîetîlamîn (DEA) û klorîda sifir wekî [çareseriya Cu(II)-amonyûm] tê binavkirin, ku sîstemeke çareserker a bihêz e ku dikare selulozê bihelîne. Ew avahiya krîstal a selulozê bi rêya oksîdasyonê û girêdana hîdrojenê hildiweşîne, zincîra molekulî ya selulozê nermtir û çaresertir dike.
3. Sîstema klorîda lîtyûmê-dîmetîlasetamîd (LiCl-DMAc)
Sîstema LiCl-DMAc (lîtyûm klorîd-dîmetîlasetamîd) yek ji rêbazên klasîk e ji bo helandina selulozê. LiCl dikare ji bo girêdanên hîdrojenê pêşbaziyek çêbike, bi vî rengî tora girêdanên hîdrojenê di navbera molekulên selulozê de hilweşîne, di heman demê de DMAc wekî çareserker dikare bi zincîra molekulî ya selulozê re baş têkilî dayne.
4. Çareseriya asîda hîdroklorîk/klorîda zînk
Çareseriya asîda hîdroklorîk/klorîda zînk reaktîfek zû hatiye keşifkirin e ku dikare selulozê bihelîne. Ew dikare bi çêkirina bandorek hevrêzkirinê di navbera zincîrên molekulî yên klorîda zînk û selulozê de, û asîda hîdroklorîk girêdanên hîdrojenê yên di navbera molekulên selulozê de hilweşîne, selulozê bihelîne. Lêbelê, ev çareserî ji bo alavan pir korozîf e û di serîlêdanên pratîkî de sînordar e.
5. Enzîmên fîbrînolîtîk
Enzîmên fîbrînolîtîk (wek selulaz) selulozê bi katalîzkirina hilweşîna selulozê bo olîgosakarîd û monosakarîdên piçûktir dihelînin. Ev rêbaz di warên hilweşîna biyolojîk û veguherîna biyomasê de xwedî rêzek fireh a sepandinan e, her çend pêvajoya hilweşandina wê bi tevahî hilweşandina kîmyewî nebe jî, lê bi rêya biyokatalîzê tê bidestxistin.
(3) Mekanîzma helandina selulozê
Reagentên cuda mekanîzmayên cuda ji bo helandina selulozê hene, lê bi gelemperî ew dikarin bi du mekanîzmayên sereke ve werin girêdan:
Hilweşandina girêdanên hîdrojenê: Hilweşandina girêdanên hîdrojenê yên di navbera zincîrên molekulî yên selulozê de bi rêya çêbûna girêdanên hîdrojenê yên reqabetê an jî têkiliya iyonîk, û ew dihele.
Rizgarkirina zincîra molekulî: Zêdekirina nermiya zincîrên molekulî yên selulozê û kêmkirina krîstalînîteya zincîrên molekulî bi rêbazên fîzîkî an kîmyewî, da ku ew bikaribin di çareserkeran de werin çareserkirin.
(4) Bikaranînên pratîkî yên helandina selulozê
Çareserkirina selulozê di gelek waran de sepanên girîng hene:
Amadekirina derivatên selulozê: Piştî helandina selulozê, ew dikare bi awayekî kîmyayî bêtir were guhertin da ku eterên selulozê, esterên selulozê û derivatên din werin amadekirin, ku bi berfirehî di xwarin, derman, pêçan û warên din de têne bikar anîn.
Materyalên li ser bingeha selulozê: Bi karanîna seluloza heliyayî, nanofîberên selulozê, membranên selulozê û materyalên din dikarin werin amadekirin. Van materyalan xwedî taybetmendiyên mekanîkî û biyo-lihevhatinek baş in.
Enerjiya biyomasê: Bi helandin û hilweşandina selulozê, ew dikare ji bo hilberîna biyosotemeniyan wekî biyoetanol were veguheztin bo şekirên fermentbar, ku ev yek dibe alîkar ji bo pêşkeftin û bikaranîna enerjiya nûjenkirî.
Helweşandina selulozê pêvajoyeke tevlihev e ku gelek mekanîzmayên kîmyewî û fîzîkî dihewîne. Şilekên îyonîk, çareseriyên oksîdantên amînî, pergalên LiCl-DMAc, çareseriyên asîda hîdroklorîk/klorîda zincê û enzîmên selulozîk niha wekî ajanên bi bandor ji bo helweşandina selulozê têne zanîn. Her ajanek xwedî mekanîzmayeke helweşandinê ya bêhempa û qada sepandina xwe ye. Bi lêkolîna kûr a mekanîzmaya helweşandina selulozê, tê bawerkirin ku rêbazên helweşandinê yên bikêrtir û hawîrdorparêztir dê werin pêşxistin, ku dê îmkanên bêtir ji bo karanîn û pêşvebirina selulozê peyda bikin.
Dema şandinê: Tîrmeh-09-2024