Целлюлозыг боловсруулах нь байгалийн гаралтай эх үүсвэрээс, ялангуяа ургамлаас гаргаж авах, цэвэршүүлэх янз бүрийн аргыг шаарддаг. Полисахарид болох целлюлоз нь ургамлын эсийн хананы бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгийг бүрдүүлдэг бөгөөд дэлхий дээрх хамгийн элбэг тохиолддог органик полимер юм. Үүнийг боловсруулах нь цаас, нэхмэлээс эхлээд хүнс, эмийн үйлдвэрлэл хүртэлх салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
1. Түүхий эдийг эх үүсвэрээс авах:
Целлюлозыг голчлон ургамлаас авдаг бөгөөд хамгийн түгээмэл эх үүсвэр нь мод, хөвөн юм. Бусад эх үүсвэрт олс, маалинга, жут, зарим замаг орно. Өөр өөр ургамал нь целлюлозын агууламж харилцан адилгүй байдаг нь олборлолт болон боловсруулалтын үр ашигт нөлөөлдөг.
2. Урьдчилан боловсруулалт:
Целлюлозыг гаргаж авахаас өмнө түүхий эдийг лигнин, гемицеллюлоз, пектин зэрэг целлюлозын бус бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зайлуулахын тулд урьдчилан боловсруулалт хийдэг. Энэ алхам нь целлюлозын гаргаж авах үр ашгийг нэмэгдүүлдэг. Урьдчилан боловсруулах аргуудад механик нунтаглах, химийн боловсруулалт (жишээлбэл, хүчил эсвэл шүлтийн гидролиз) болон биологийн процессууд (жишээлбэл, ферментийн боловсруулалт) орно.
3. Целлюлозыг гаргаж авах:
Урьдчилан боловсруулсны дараа целлюлозыг ургамлын материалаас гаргаж авдаг. Үүний тулд хэд хэдэн аргыг ашигладаг:
Механик аргууд: Механик аргууд нь ургамлын материалыг физик аргаар задалж целлюлозын ширхэгийг ялгаруулахыг хэлнэ. Үүнд нунтаглах, тээрэмдэх эсвэл шахах зэрэг орно.
Химийн аргууд: Химийн аргууд нь ургамлын материалыг химийн бодисоор боловсруулж, целлюлозыг үлдээж, целлюлозыг уусгах эсвэл задлахыг хэлнэ. Хүчиллэг гидролиз болон шүлтлэг боловсруулалт нь түгээмэл хэрэглэгддэг химийн аргууд юм.
Ферментийн аргууд: Ферментийн аргууд нь целлюлозыг түүний бүрэлдэхүүн хэсэг болох сахар болгон задлахын тулд целлюлазын ферментийг ашигладаг. Энэ процесс нь химийн аргуудтай харьцуулахад илүү сонгомол бөгөөд байгаль орчинд ээлтэй байдаг.
4. Цэвэршүүлэлт ба цэвэршүүлэлт:
Целлюлозыг гаргаж авсны дараа хольцыг зайлуулж, хүссэн шинж чанарт хүрэхийн тулд цэвэршүүлэлт, сайжруулалтад ордог. Үүнд целлюлозын ширхэгийг үлдэгдэл химийн бодис эсвэл бусад бүрэлдэхүүн хэсгээс ялгахын тулд угаах, шүүх, центрифуг хийх зэрэг үйлдлүүд орж болно.
5. Томьёо боловсруулах ба боловсруулах:
Цэвэршүүлсний дараа целлюлозыг зориулалтаас нь хамааран янз бүрийн хэлбэрээр боловсруулж болно. Нийтлэг хэлбэрүүдэд дараахь зүйлс орно.
Целлюлоз: Целлюлозын целлюлозыг цаас, картон үйлдвэрлэлд ашигладаг. Үүнийг цайруулж янз бүрийн түвшний гэрэлтэлтийг гаргаж авах боломжтой.
Шилэн утас: Целлюлозын ширхэгийг нэхмэл болон хувцас хийхэд ашигладаг. Тэдгээрийг утас болгон ээрч, даавуу болгон нэхэж болно.
Кино ба мембран: Целлюлозыг сав баглаа боодол, биоанагаахын хэрэглээ, шүүлтүүрт ашигладаг нимгэн хальс эсвэл мембран болгон боловсруулж болно.
Химийн деривативууд: Целлюлозыг тодорхой шинж чанартай деривативуудыг гаргаж авахын тулд химийн аргаар өөрчилж болно. Жишээлбэл, целлюлоз ацетат (гэрэл зургийн хальс болон нэхмэл эдлэлд ашигладаг) болон карбоксиметил целлюлоз (хүнсний бүтээгдэхүүн болон эмийн үйлдвэрт ашигладаг) орно.
Наноцеллюлоз: Наноцеллюлоз гэдэг нь нано хэмжээстэй целлюлозын ширхэг буюу талстыг хэлнэ. Энэ нь өвөрмөц шинж чанартай бөгөөд нанокомпозит, биоанагаахын материал, электроник зэрэг янз бүрийн дэвшилтэт хэрэглээнд ашиглагддаг.
6. Хэрэглээ:
Боловсруулсан целлюлоз нь салбаруудад өргөн хүрээний хэрэглээг олдог:
Цаас ба сав баглаа боодол: Целлюлоз нь цаас, картон болон сав баглаа боодлын материал үйлдвэрлэх гол түүхий эд юм.
Нэхмэл: Целлюлозын эх үүсвэр болох хөвөнг нэхмэлийн үйлдвэрт хувцас, гэрийн нэхмэл, үйлдвэрлэлийн даавуунд өргөн ашигладаг.
Хүнс ба Эмийн Үйлдвэрлэл: Целлюлозын деривативыг хүнсний бүтээгдэхүүн болон эмийн найрлагад өтгөрүүлэгч, тогтворжуулагч, эмульгатор болгон ашигладаг.
Биоанагаахын хэрэглээ: Целлюлоз дээр суурилсан материалыг шархны боолт, эдийн инженерчлэлийн шат, эм хүргэх систем, эмнэлгийн суулгацад ашигладаг.
Байгаль орчны нөхөн сэргээлт: Целлюлоз дээр суурилсан материалыг ус цэвэршүүлэх, газрын тос асгарсан газрыг цэвэрлэх зэрэг байгаль орчны нөхөн сэргээлтийн зорилгоор ашиглаж болно.
Сэргээгдэх эрчим хүч: Целлюлозын биомассыг исгэх, ферментийн гидролиз зэрэг процессоор дамжуулан этанол зэрэг био түлш болгон хувиргаж болно.
7. Байгаль орчныг анхаарах зүйлс:
Целлюлозын боловсруулалт нь ялангуяа химийн бодис, эрчим хүч ашиглахтай холбоотой байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөтэй. Сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглах, химийн бодисын хэрэглээг багасгах, ус болон химийн бодисын дахин боловсруулалтын битүү гогцооны системийг хэрэгжүүлэх зэрэг илүү тогтвортой боловсруулах аргуудыг хөгжүүлэх хүчин чармайлт гарсаар байна.
8. Ирээдүйн чиг хандлага:
Целлюлозын боловсруулалтын ирээдүйн чиг хандлагад биологийн задралд ордог хуванцар, ухаалаг нэхмэл эдлэл, нанокомпозит зэрэг сайжруулсан шинж чанартай дэвшилтэт материалыг хөгжүүлэх зэрэг орно. Мөн целлюлозыг янз бүрийн хэрэглээнд чулуужсан материалын оронд сэргээгдэх, тогтвортой хувилбар болгон ашиглах сонирхол нэмэгдэж байна.
Целлюлозын боловсруулалт нь өргөн хэрэглээтэй олон төрлийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхийн тулд олборлолт, цэвэршүүлэлт, найрлага боловсруулах зэрэг хэд хэдэн алхмуудыг хамардаг. Боловсруулалтын аргыг оновчтой болгох, целлюлоз дээр суурилсан шинэлэг материалыг боловсруулах хүчин чармайлт нь тогтвортой байдал, байгаль орчны хариуцлагыг голчлон анхаарч, энэ салбарт дэвшил гаргахад түлхэц болж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 4-р сарын 25