सेल्युलोज प्रशोधन गर्दा यसको प्राकृतिक स्रोतहरू, मुख्यतया बिरुवाहरूबाट निकाल्ने र परिष्कृत गर्ने विभिन्न विधिहरू समावेश हुन्छन्। सेल्युलोज, एक पोलिसेकराइड, बिरुवाहरूमा कोष भित्ताहरूको संरचनात्मक घटक बनाउँछ र पृथ्वीमा सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा पाइने जैविक बहुलक हो। यसको प्रशोधन कागज र कपडादेखि खाद्य र औषधि उद्योगहरूमा महत्त्वपूर्ण छ।
१. कच्चा पदार्थको स्रोत:
सेल्युलोज मुख्यतया बोटबिरुवाबाट प्राप्त गरिन्छ, जसमा काठ र कपास सबैभन्दा सामान्य स्रोत हुन्। अन्य स्रोतहरूमा भांग, सन, जुट र केही शैवाल समावेश छन्। विभिन्न बोटबिरुवाहरूमा फरक-फरक सेल्युलोज सामग्री हुन्छ, जसले निकासी र प्रशोधनको दक्षतालाई असर गर्छ।
२. पूर्व उपचार:
सेल्युलोज निकासी गर्नु अघि, कच्चा पदार्थहरूलाई लिग्निन, हेमिसेलुलोज र पेक्टिन जस्ता गैर-सेल्युलोजिक घटकहरू हटाउन पूर्व-उपचार गरिन्छ। यो चरणले सेल्युलोज निकासीको दक्षता बढाउँछ। पूर्व-उपचार विधिहरूमा मेकानिकल ग्राइन्डिङ, रासायनिक उपचार (जस्तै, एसिड वा क्षार हाइड्रोलिसिस), र जैविक प्रक्रियाहरू (जस्तै, इन्जाइम्याटिक पाचन) समावेश छन्।
३. सेल्युलोज निकासी:
एकपटक पूर्व-उपचार गरिसकेपछि, बिरुवाको सामग्रीबाट सेल्युलोज निकालिन्छ। यस उद्देश्यका लागि धेरै विधिहरू प्रयोग गरिन्छ:
यान्त्रिक विधिहरू: यान्त्रिक विधिहरूमा सेल्युलोज फाइबरहरू छोड्नको लागि बिरुवाको सामग्रीलाई भौतिक रूपमा तोड्ने काम समावेश छ। यसमा पिस्ने, मिलिङ गर्ने वा थिच्ने काम समावेश हुन सक्छ।
रासायनिक विधिहरू: रासायनिक विधिहरूमा सेल्युलोज छोडेर गैर-सेल्युलोजिक घटकहरू विघटन वा घटाउन रसायनहरू प्रयोग गरेर बिरुवाको सामग्रीको उपचार गर्नु समावेश छ। एसिड हाइड्रोलिसिस र क्षारीय उपचारहरू सामान्यतया प्रयोग हुने रासायनिक विधिहरू हुन्।
इन्जाइमेटिक विधिहरू: इन्जाइमेटिक विधिहरूले सेल्युलोजलाई यसको घटक चिनीमा तोड्न सेल्युलेज इन्जाइमहरू प्रयोग गर्छन्। यो प्रक्रिया रासायनिक विधिहरूको तुलनामा बढी छनौटपूर्ण र वातावरणमैत्री छ।
४. शुद्धीकरण र परिष्करण:
एकपटक निकालेपछि, सेल्युलोजले अशुद्धता हटाउन र इच्छित गुणहरू प्राप्त गर्न शुद्धीकरण र परिष्करण गर्छ। यसमा सेल्युलोज फाइबरहरूलाई अवशिष्ट रसायन वा अन्य घटकहरूबाट अलग गर्न धुलाई, निस्पंदन, र सेन्ट्रीफ्यूगेशन समावेश हुन सक्छ।
५. निर्माण र प्रशोधन:
शुद्धीकरण पछि, सेल्युलोजलाई यसको उद्देश्य अनुसार प्रयोग गर्न सकिन्छ। सामान्य रूपहरूमा समावेश छन्:
पल्प: सेल्युलोज पल्प कागज र कार्डबोर्ड उद्योगमा प्रयोग गरिन्छ। यसलाई विभिन्न स्तरको चमक प्राप्त गर्न ब्लीच गर्न सकिन्छ।
रेशा: सेल्युलोज रेशा कपडा र कपडामा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूलाई धागोमा कात्न सकिन्छ र कपडामा बुन्न सकिन्छ।
फिल्म र झिल्ली: सेल्युलोजलाई प्याकेजिङ, बायोमेडिकल अनुप्रयोगहरू, र निस्पंदनमा प्रयोग हुने पातलो फिल्म वा झिल्लीमा प्रशोधन गर्न सकिन्छ।
रासायनिक व्युत्पन्नहरू: सेल्युलोजलाई रासायनिक रूपमा परिमार्जन गरेर विशिष्ट गुणहरू भएका व्युत्पन्नहरू उत्पादन गर्न सकिन्छ। उदाहरणहरूमा सेल्युलोज एसीटेट (फोटोग्राफिक फिल्म र कपडाहरूमा प्रयोग हुने) र कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज (खाद्य उत्पादनहरू र औषधिहरूमा प्रयोग हुने) समावेश छन्।
नानोसेलुलोज: नानोसेलुलोज भन्नाले नानोस्केल आयाम भएका सेल्युलोज फाइबर वा क्रिस्टलहरूलाई बुझाउँछ। यसमा अद्वितीय गुणहरू छन् र यो नानोकम्पोजिट, बायोमेडिकल सामग्री र इलेक्ट्रोनिक्स जस्ता विभिन्न उन्नत अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ।
६. आवेदनहरू:
प्रशोधित सेल्युलोजले उद्योगहरूमा व्यापक प्रयोगहरू फेला पार्छ:
कागज र प्याकेजिङ: सेल्युलोज कागज, गत्ता र प्याकेजिङ सामग्रीको उत्पादनमा एक प्रमुख कच्चा पदार्थ हो।
कपडा: सेल्युलोजको स्रोत, कपास, कपडा उद्योगमा कपडा, घरेलु कपडा र औद्योगिक कपडाको लागि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
खाद्य तथा औषधि: सेल्युलोज डेरिभेटिभहरू खाद्य उत्पादनहरू र औषधि सूत्रहरूमा गाढा पार्ने, स्थिरीकरण गर्ने र इमल्सीफायरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
बायोमेडिकल अनुप्रयोगहरू: सेल्युलोज-आधारित सामग्रीहरू घाउको ड्रेसिङ, टिस्यु इन्जिनियरिङका लागि स्क्याफोल्ड, औषधि वितरण प्रणाली र मेडिकल इम्प्लान्टहरूमा प्रयोग गरिन्छ।
वातावरणीय उपचार: सेल्युलोज-आधारित सामग्रीहरू पानी प्रशोधन र तेल चुहिने सफाई जस्ता वातावरणीय उपचार उद्देश्यका लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।
नवीकरणीय ऊर्जा: सेल्युलोज बायोमासलाई किण्वन र इन्जाइमेटिक हाइड्रोलिसिस जस्ता प्रक्रियाहरू मार्फत इथेनॉल जस्ता जैविक इन्धनमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ।
७. वातावरणीय विचारहरू:
सेल्युलोज प्रशोधनको वातावरणीय प्रभाव छ, विशेष गरी रसायन र ऊर्जाको प्रयोगको सन्दर्भमा। नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरूको प्रयोग, रासायनिक प्रयोगलाई न्यूनीकरण गर्ने, र पानी र रासायनिक पुनर्चक्रणको लागि बन्द-लूप प्रणालीहरू लागू गर्ने जस्ता दिगो प्रशोधन विधिहरू विकास गर्ने प्रयासहरू भइरहेका छन्।
भविष्यका प्रवृत्तिहरू:
सेल्युलोज प्रशोधनमा भविष्यका प्रवृत्तिहरूमा बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक, स्मार्ट कपडा र न्यानोकम्पोजिट जस्ता उन्नत गुणहरू भएका उन्नत सामग्रीहरूको विकास समावेश छ। विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा जीवाश्म-आधारित सामग्रीहरूको नवीकरणीय र दिगो विकल्पको रूपमा सेल्युलोजको प्रयोगमा पनि रुचि बढ्दै गएको छ।
सेल्युलोज प्रशोधनमा व्यापक औद्योगिक अनुप्रयोगहरू सहित विभिन्न प्रकारका उत्पादनहरू उत्पादन गर्न निकासी, शुद्धीकरण र सूत्रीकरण सहित चरणहरूको श्रृंखला समावेश छ। प्रशोधन विधिहरूलाई अनुकूलन गर्ने र नवीन सेल्युलोज-आधारित सामग्रीहरू विकास गर्ने प्रयासहरूले यस क्षेत्रमा प्रगतिलाई अगाडि बढाइरहेको छ, दिगोपन र वातावरणीय जिम्मेवारीमा ध्यान केन्द्रित गर्दै।
पोस्ट समय: अप्रिल-२५-२०२४