องค์ประกอบของวัตถุดิบจากพืช

วัตถุดิบจากพืชมีหลายชนิด แต่ส่วนประกอบพื้นฐานนั้นแตกต่างกันเล็กน้อย โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำตาลและสารที่ไม่ใช่น้ำตาล

วัตถุดิบจากพืชแต่ละชนิดมีปริมาณของส่วนประกอบแต่ละชนิดแตกต่างกัน ต่อไปนี้เป็นการแนะนำส่วนประกอบหลักสามอย่างของวัตถุดิบจากพืชโดยสังเขป:

เซลลูโลสอีเทอร์ลิกนินและเฮมิเซลลูโลส

1.3 องค์ประกอบพื้นฐานของวัตถุดิบจากพืช

1.3.1.1 เซลลูโลส

เซลลูโลสเป็นพอลิแซ็กคาไรด์โมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยดี-กลูโคสด้วยพันธะไกลโคไซด์ β-1,4 เป็นสารที่เก่าแก่ที่สุดและมีปริมาณมากที่สุดบนโลก

พอลิเมอร์ธรรมชาติ โครงสร้างทางเคมีของมันมักแสดงด้วยสูตรโครงสร้างฮาเวิร์ธและสูตรโครงสร้างแบบเก้าอี้ โดยที่ n คือระดับของการเกิดพอลิเมอร์ของพอลิแซ็กคาไรด์

เซลลูโลส คาร์โบไฮเดรต ไซแลน

อะราบิโนไซแลน

กลูคูโรไนด์ไซแลน

กลูคูโรไนด์ อาราบิโนไซแลน

กลูโคแมนแนน

กาแลคโตกลูโคแมนแนน

อาราบิโนกาแลคแทน

แป้ง เพคติน และน้ำตาลที่ละลายน้ำได้อื่นๆ

ส่วนประกอบที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต

ลิกนิน

สกัดไขมัน ลิกนอล สารประกอบไนโตรเจน และสารประกอบอนินทรีย์

เฮมิเซลลูโลส โพลีเฮกโซโพลีเพนโทส โพลีแมนโนส โพลีกาแลคโทส

เทอร์พีน, กรดเรซิน, กรดไขมัน, สเตอรอล, สารประกอบอะโรมาติก, แทนนิน

วัสดุจากพืช

1.4 โครงสร้างทางเคมีของเซลลูโลส

1.3.1.2 ลิกนิน

หน่วยพื้นฐานของลิกนินคือฟีนิลโพรเพน ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะ CC และพันธะอีเทอร์

เป็นพอลิเมอร์ชนิดหนึ่ง ในโครงสร้างของพืช ชั้นระหว่างเซลล์จะมีลิกนินมากที่สุด

ปริมาณสารภายในเซลล์ลดลง แต่ปริมาณลิกนินเพิ่มขึ้นในชั้นในของผนังเซลล์ทุติยภูมิ โดยสารระหว่างเซลล์ ได้แก่ ลิกนินและเฮมิไฟบริล

เมื่อรวมกันแล้ว พวกมันจะเข้าไปเติมเต็มช่องว่างระหว่างเส้นใยละเอียดของผนังเซลล์ ซึ่งจะช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับผนังเซลล์ของเนื้อเยื่อพืช

1.5 โมโนเมอร์โครงสร้างของลิกนิน เรียงตามลำดับ ได้แก่ พี-ไฮดรอกซีฟีนิลโพรเพน, กัวยาซิลโพรเพน, ไซริงกิลโพรเพน และโคนิเฟอริลแอลกอฮอล์

1.3.1.3 เฮมิเซลลูโลส

ต่างจากลิกนิน เฮมิเซลลูโลสเป็นเฮเทอโรพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์หลายชนิดที่แตกต่างกัน ตามข้อมูลเหล่านี้

ประเภทของน้ำตาลและการมีหรือไม่มีหมู่เอซิลสามารถแบ่งออกเป็นกลูโคแมนแนน อาราบิโนซิล (4-O-เมทิลกลูคูโรนิกแอซิด)-ไซแลน

กาแลคโตซิลกลูโคแมนแนน, 4-O-เมทิลกลูคูโรนิกแอซิดไซแลน, อาราบิโนซิลกาแลคแทน ฯลฯ ใน

ร้อยละห้าสิบของเนื้อไม้คือไซแลน ซึ่งอยู่บนพื้นผิวของไมโครไฟเบอร์เซลลูโลสและเชื่อมต่อกันกับเส้นใย

พวกมันก่อตัวเป็นเครือข่ายของเซลล์ที่เชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนามากขึ้น

1.4 วัตถุประสงค์ ความสำคัญ และเนื้อหาหลักของการวิจัยหัวข้อนี้

1.4.1 วัตถุประสงค์และความสำคัญของการวิจัย

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อคัดเลือกพืชตัวแทนสามชนิด โดยวิเคราะห์จากส่วนประกอบของวัตถุดิบจากพืชบางชนิด

เซลลูโลสถูกสกัดจากวัสดุจากพืช เลือกสารทำปฏิกิริยาอีเทอร์ที่เหมาะสม และใช้เซลลูโลสที่สกัดได้แทนที่ฝ้ายที่จะผ่านกระบวนการอีเทอร์ริฟิเคชันและดัดแปลงเพื่อเตรียมเป็นเส้นใย

วิตามินอีเทอร์ เซลลูโลสอีเทอร์ที่เตรียมไว้ถูกนำไปใช้ในการพิมพ์สีย้อมรีแอคทีฟ และสุดท้ายได้ทำการเปรียบเทียบผลการพิมพ์เพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติม

เซลลูโลสอีเทอร์สำหรับใช้เป็นสารตั้งต้นในการพิมพ์สีย้อมรีแอคทีฟ

ประการแรก การวิจัยในหัวข้อนี้ได้ช่วยแก้ปัญหาการนำกลับมาใช้ใหม่และการมลพิษทางสิ่งแวดล้อมของวัตถุดิบจากพืชเหลือทิ้งไปได้ในระดับหนึ่งแล้ว

ในขณะเดียวกัน ก็มีการเพิ่มวิธีการใหม่เข้าไปในแหล่งที่มาของเซลลูโลส ประการที่สอง มีการใช้โซเดียมคลอโรอะซิเตตและ 2-คลอโรเอทานอลซึ่งมีความเป็นพิษน้อยกว่าเป็นสารทำให้เกิดอีเทอร์

แทนที่จะใช้กรดคลอโรอะซิติกที่เป็นพิษสูง ได้มีการเตรียมเซลลูโลสอีเทอร์และนำไปใช้กับสีย้อมย้อมผ้าฝ้าย และโซเดียมอัลจิเนต

การวิจัยเกี่ยวกับสินค้าทดแทนมีประโยชน์ในแง่ของการชี้นำในระดับหนึ่ง และยังมีนัยสำคัญในทางปฏิบัติและเป็นข้อมูลอ้างอิงที่ดีเยี่ยมอีกด้วย

ลิกนินในผนังเส้นใย ลิกนินที่ละลาย โมเลกุลขนาดใหญ่ของลิกนิน เซลลูโลส

9

1.4.2 เนื้อหาการวิจัย

1.4.2.1 การสกัดเซลลูโลสจากวัตถุดิบพืช

ขั้นแรก จะทำการวัดและวิเคราะห์ส่วนประกอบของวัตถุดิบจากพืช และคัดเลือกวัตถุดิบจากพืชที่เป็นตัวแทนสามชนิดเพื่อสกัดเส้นใย

วิตามิน จากนั้น กระบวนการสกัดเซลลูโลสได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยการบำบัดด้วยด่างและกรดอย่างครบวงจร สุดท้าย ยูวี

ใช้วิธีสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนแสง, FTIR และ XRD ในการหาความสัมพันธ์ระหว่างผลิตภัณฑ์

1.4.2.2 การเตรียมเซลลูโลสอีเทอร์

โดยใช้เซลลูโลสจากไม้สนเป็นวัตถุดิบ นำมาปรับสภาพเบื้องต้นด้วยด่างเข้มข้น จากนั้นจึงใช้การทดลองแบบออร์โธโกนอลและการทดลองแบบปัจจัยเดียว

กระบวนการเตรียมการของซีเอ็มซี, เฮกและ HECMC ได้รับการปรับให้เหมาะสมตามลำดับ

เซลลูโลสอีเทอร์ที่เตรียมไว้ได้รับการวิเคราะห์ลักษณะโดยใช้ FTIR, H-NMR และ XRD

1.4.2.3 การประยุกต์ใช้กาวเซลลูโลสอีเทอร์

มีการใช้เซลลูโลสอีเทอร์ 3 ชนิดและโซเดียมอัลจิเนตเป็นสารตั้งต้น และได้ทำการทดสอบอัตราการเกิดเนื้อแป้ง ความสามารถในการกักเก็บน้ำ และความเข้ากันได้ทางเคมีของสารตั้งต้นเหล่านั้น

ได้มีการเปรียบเทียบคุณสมบัติพื้นฐานของแป้งทั้งสี่ชนิดดั้งเดิม โดยพิจารณาจากคุณสมบัติและความคงตัวในการเก็บรักษา

โดยใช้เซลลูโลสอีเทอร์ 3 ชนิดและโซเดียมอัลจิเนตเป็นสารตั้งต้น ผสมสีสำหรับพิมพ์ ทำการพิมพ์ด้วยสีย้อมรีแอคทีฟ และผ่านการทดสอบบนโต๊ะทดสอบ

การเปรียบเทียบสามเซลลูโลสอีเทอร์ และ

คุณสมบัติการพิมพ์ของโซเดียมอัลจิเนต

1.4.3 ประเด็นนวัตกรรมด้านการวิจัย

(1) การเปลี่ยนของเสียให้เป็นสมบัติ การสกัดเซลลูโลสที่มีความบริสุทธิ์สูงจากของเสียจากพืช ซึ่งเป็นการเพิ่มแหล่งที่มาของเซลลูโลส

วิธีการใหม่นี้ ในขณะเดียวกันก็ช่วยแก้ปัญหาการนำวัตถุดิบเหลือทิ้งจากพืชกลับมาใช้ใหม่และลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมได้ในระดับหนึ่ง อีกทั้งยังช่วยปรับปรุงคุณภาพของเส้นใยด้วย

วิธีการสกัด

(2) การคัดกรองและระดับการทดแทนของสารอีเทอร์ริไฟเออร์เซลลูโลส สารอีเทอร์ริไฟเออร์ที่ใช้กันทั่วไป เช่น กรดคลอโรอะซิติก (เป็นพิษสูง) เอทิลีนออกไซด์ (ก่อให้เกิด

สารกลุ่มต่างๆ เช่น โซเดียมคลอโรอะซิเตตและ 2-คลอโรเอทานอล ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า ล้วนเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ในบทความนี้ จึงใช้โซเดียมคลอโรอะซิเตตและ 2-คลอโรเอทานอลเป็นสารก่ออีเทอร์ริฟิเคชันซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า

แทนที่จะใช้กรดคลอโรอะซิติกและเอทิลีนออกไซด์ จะมีการเตรียมเซลลูโลสอีเทอร์ (3) เซลลูโลสอีเทอร์ที่ได้จะถูกนำไปใช้ในการพิมพ์สีย้อมรีแอคทีฟบนผ้าฝ้าย ซึ่งเป็นพื้นฐานบางประการสำหรับการวิจัยหาสารทดแทนโซเดียมอัลจิเนต

อ้างอิงถึง