Įvadas į medvilnę ir celiuliozę
Medvilnė, natūralus pluoštas, gaunamas iš medvilnės augalo, daugiausia sudarytas iš celiuliozės. Celiuliozė, sudėtingas angliavandenis, yra pagrindinė augalų ląstelių sienelių sudedamoji dalis, teikianti struktūrinę paramą. Grynos celiuliozės išgavimas iš medvilnės apima celiuliozės pluoštų atskyrimą nuo kitų medvilnės augalo komponentų, tokių kaip ligninas, hemiceliuliozė ir pektinas.
Medvilnės augalų anatomija
Norint išgauti celiuliozę, labai svarbu suprasti medvilnės augalo anatomiją. Medvilnės pluoštai yra sėklų trichomai, kurie išsivysto iš medvilnės sėklų epidermio ląstelių. Šiuos pluoštus daugiausia sudaro celiuliozė su nedideliu kiekiu baltymų, vaško ir cukrų. Medvilnės pluoštai auga rutuliuose, kurie yra apsauginės kapsulės, apgaubiančios sėklas.
Celiuliozės ekstrahavimo procesas
Derliaus nuėmimas: procesas prasideda subrendusių medvilnės gumulėlių nuėmimu iš medvilnės augalų. Mechaninis derliaus nuėmimas yra labiausiai paplitęs būdas, kai mašinos pašalina iš augalų gumbus.
Valymas: Nuėmus derlių, medvilnė valoma, kai sėklos atskiriamos nuo pluoštų. Šis procesas apima medvilnės perdavimą per džino mašiną, kuri pašalina sėklas iš pluoštų.
Valymas: atskirti nuo sėklų medvilnės pluoštai valomi, kad pašalintų nešvarumus, tokius kaip nešvarumai, lapai ir kitos augalinės medžiagos. Šis žingsnis užtikrina, kad ekstrahuota celiuliozė yra labai gryna.
Karšimas: Karšimas yra mechaninis procesas, kurio metu medvilnės pluoštai sulygiuojami į ploną juostą. Jis pašalina likusias priemaišas ir sulygiuoja pluoštus ruošiantis tolesniam apdorojimui.
Dantenų šalinimas: Medvilnės pluoštuose yra natūralių priemaišų, tokių kaip vaškas, pektinai ir hemiceliuliozės, bendrai vadinamos „guma“. Dantenų šalinimas apima medvilnės pluoštų apdorojimą šarminiais tirpalais arba fermentais, kad būtų pašalintos šios priemaišos.
Balinimas: balinimas yra neprivalomas veiksmas, tačiau dažnai naudojamas toliau valyti celiuliozės pluoštus ir pagerinti jų baltumą. Šiame procese gali būti naudojamos įvairios balinimo medžiagos, tokios kaip vandenilio peroksidas arba chloro dariniai.
Merserizacija: Merserizacija apima celiuliozės pluoštų apdorojimą šarminiu šarmo tirpalu, paprastai natrio hidroksidu. Šis procesas padidina pluošto stiprumą, blizgesį ir afinitetą dažams, todėl jie labiau tinka įvairiems tikslams.
Rūgštinė hidrolizė: Kai kuriais atvejais, ypač pramoniniais tikslais, gali būti naudojama rūgštinė hidrolizė, siekiant toliau skaidyti celiuliozę į mažesnes, vienodesnes daleles. Šis procesas apima celiuliozės apdorojimą praskiesta rūgštimi kontroliuojamomis sąlygomis, kad būtų hidrolizuojami glikozidiniai ryšiai ir gaunamos trumpesnės celiuliozės grandinės arba celiuliozės nanokristalai.
Skalbimas ir džiovinimas: po cheminio apdorojimo celiuliozės pluoštai kruopščiai nuplaunami, kad būtų pašalintos cheminių medžiagų likučiai ar nešvarumai. Vėliau pluoštai džiovinami iki pageidaujamo drėgnumo.
Grynos celiuliozės panaudojimas
Gryna celiuliozė, gauta iš medvilnės, naudojama įvairiose pramonės šakose:
Tekstilė: celiuliozės pluoštai verpami į verpalus ir audžiami į audinius drabužiams, namų tekstilei ir pramoniniam naudojimui.
Popierius ir kartonas: celiuliozė yra pagrindinė popieriaus, kartono ir kartono gaminių sudedamoji dalis.
Biodegalai: celiuliozė gali būti paversta biokuru, pvz., etanoliu, naudojant tokius procesus kaip fermentinė hidrolizė ir fermentacija.
Maisto ir farmacijos pramonė: celiuliozės dariniai naudojami kaip tirštikliai, stabilizatoriai ir emulsikliai maisto ir farmacijos produktuose.
Kosmetika: Celiuliozės dariniai naudojami kosmetikoje ir asmens priežiūros gaminiuose dėl jų tirštinimo ir stabilizavimo savybių.
Grynos celiuliozės išgavimas iš medvilnės apima daugybę mechaninių ir cheminių procesų, kuriais siekiama atskirti celiuliozės pluoštus nuo kitų medvilnės augalo komponentų ir juos išvalyti. Norint gauti aukštos kokybės celiuliozę, būtina suprasti medvilnės augalo anatomiją ir naudoti atitinkamus metodus, tokius kaip valymas, dervos pašalinimas, balinimas ir merserizacija. Gryna celiuliozė, gaunama iš medvilnės, gali būti naudojama įvairiose pramonės šakose – nuo tekstilės ir popieriaus gamybos iki biokuro ir vaistų, todėl ji yra universalus ir vertingas gamtos išteklius.
Paskelbimo laikas: 2024-04-25