Memproses selulosa melibatkan pelbagai kaedah untuk mengekstrak dan menapisnya daripada sumber semula jadinya, terutamanya tumbuhan. Selulosa, polisakarida, membentuk komponen struktur dinding sel dalam tumbuhan dan merupakan polimer organik yang paling banyak di Bumi. Pemprosesannya adalah penting dalam industri daripada kertas dan tekstil kepada makanan dan farmaseutikal.
1. Menyumber Bahan Mentah:
Selulosa terutamanya diperoleh daripada tumbuhan, dengan kayu dan kapas menjadi sumber yang paling biasa. Sumber lain termasuk rami, rami, jut, dan beberapa alga. Tumbuhan yang berbeza mempunyai kandungan selulosa yang berbeza-beza, menjejaskan kecekapan pengekstrakan dan pemprosesan.
2. Prarawatan:
Sebelum pengekstrakan selulosa, bahan mentah menjalani prarawatan untuk membuang komponen bukan selulosa seperti lignin, hemiselulosa, dan pektin. Langkah ini meningkatkan kecekapan pengekstrakan selulosa. Kaedah prarawatan termasuk pengisaran mekanikal, rawatan kimia (cth, asid atau hidrolisis alkali), dan proses biologi (cth, pencernaan enzimatik).
3. Pengekstrakan Selulosa:
Setelah prarawatan, selulosa diekstrak daripada bahan tumbuhan. Beberapa kaedah digunakan untuk tujuan ini:
Kaedah Mekanikal: Kaedah mekanikal melibatkan pemecahan secara fizikal bahan tumbuhan untuk membebaskan gentian selulosa. Ini boleh termasuk mengisar, mengisar atau menekan.
Kaedah Kimia: Kaedah kimia melibatkan merawat bahan tumbuhan dengan bahan kimia untuk melarutkan atau merendahkan komponen bukan selulosa, meninggalkan selulosa. Hidrolisis asid dan rawatan alkali adalah kaedah kimia yang biasa digunakan.
Kaedah Enzimatik: Kaedah enzimatik menggunakan enzim selulase untuk memecahkan selulosa kepada gula konstituennya. Proses ini lebih selektif dan mesra alam berbanding kaedah kimia.
4. Pemurnian dan Penapisan:
Setelah diekstrak, selulosa menjalani penulenan dan penghalusan untuk menghilangkan kekotoran dan mencapai sifat yang diingini. Ini mungkin melibatkan pencucian, penapisan dan sentrifugasi untuk memisahkan gentian selulosa daripada sisa bahan kimia atau komponen lain.
5. Rumusan dan Pemprosesan:
Selepas penulenan, selulosa boleh diproses ke dalam pelbagai bentuk bergantung pada penggunaan yang dimaksudkan. Bentuk biasa termasuk:
Pulpa: Pulpa selulosa digunakan dalam industri kertas dan kadbod. Ia boleh dilunturkan untuk mencapai tahap kecerahan yang berbeza.
Serat: Serat selulosa digunakan dalam tekstil dan pakaian. Mereka boleh dipintal menjadi benang dan ditenun menjadi kain.
Filem dan Membran: Selulosa boleh diproses menjadi filem nipis atau membran yang digunakan dalam pembungkusan, aplikasi bioperubatan, dan penapisan.
Derivatif Kimia: Selulosa boleh diubah suai secara kimia untuk menghasilkan derivatif dengan sifat tertentu. Contohnya termasuk selulosa asetat (digunakan dalam filem fotografi dan tekstil) dan selulosa karboksimetil (digunakan dalam produk makanan dan farmaseutikal).
Nanoselulosa: Nanoselulosa merujuk kepada gentian selulosa atau kristal dengan dimensi skala nano. Ia mempunyai sifat unik dan digunakan dalam pelbagai aplikasi canggih seperti nanokomposit, bahan bioperubatan dan elektronik.
6. Aplikasi:
Selulosa yang diproses menemui aplikasi yang meluas di seluruh industri:
Kertas dan Pembungkusan: Selulosa ialah bahan mentah utama dalam pengeluaran kertas, kadbod dan bahan pembungkusan.
Tekstil: Kapas, sumber selulosa, digunakan secara meluas dalam industri tekstil untuk pakaian, tekstil rumah, dan fabrik perindustrian.
Makanan dan Farmaseutikal: Derivatif selulosa digunakan sebagai pemekat, penstabil, dan pengemulsi dalam produk makanan dan formulasi farmaseutikal.
Aplikasi Bioperubatan: Bahan berasaskan selulosa digunakan dalam pembalut luka, perancah untuk kejuruteraan tisu, sistem penghantaran ubat dan implan perubatan.
Pemulihan Alam Sekitar: Bahan berasaskan selulosa boleh digunakan untuk tujuan pemulihan alam sekitar, seperti rawatan air dan pembersihan tumpahan minyak.
Tenaga Boleh Diperbaharui: Biojisim selulosa boleh ditukar kepada biobahan api seperti etanol melalui proses seperti penapaian dan hidrolisis enzimatik.
7. Pertimbangan Alam Sekitar:
Pemprosesan selulosa mempunyai implikasi alam sekitar, terutamanya mengenai penggunaan bahan kimia dan tenaga. Usaha sedang dijalankan untuk membangunkan kaedah pemprosesan yang lebih mampan, seperti menggunakan sumber tenaga boleh diperbaharui, meminimumkan penggunaan bahan kimia, dan melaksanakan sistem gelung tertutup untuk kitar semula air dan kimia.
8. Aliran Masa Depan:
Trend masa depan dalam pemprosesan selulosa termasuk pembangunan bahan termaju dengan sifat yang dipertingkatkan, seperti plastik terbiodegradasi, tekstil pintar dan nanokomposit. Terdapat juga minat yang semakin meningkat untuk menggunakan selulosa sebagai alternatif yang boleh diperbaharui dan mampan kepada bahan berasaskan fosil dalam pelbagai aplikasi.
pemprosesan selulosa melibatkan satu siri langkah, termasuk pengekstrakan, penulenan dan perumusan, untuk menghasilkan rangkaian produk yang pelbagai dengan aplikasi industri yang meluas. Usaha untuk mengoptimumkan kaedah pemprosesan dan membangunkan bahan berasaskan selulosa yang inovatif memacu kemajuan dalam bidang ini, dengan tumpuan kepada kelestarian dan tanggungjawab alam sekitar.
Masa siaran: Apr-25-2024