Ievads par kokvilnu un celulozi
Kokvilna, dabiska šķiedra, kas iegūta no kokvilnas auga, galvenokārt sastāv no celulozes. Celuloze, komplekss ogļhidrāts, ir galvenā augu šūnu sieniņu sastāvdaļa, nodrošinot strukturālu atbalstu. Tīras celulozes ekstrakcija no kokvilnas ietver celulozes šķiedru atdalīšanu no citām kokvilnas auga sastāvdaļām, piemēram, lignīna, hemicelulozes un pektīna.
Kokvilnas augu anatomija
Izpratne par kokvilnas auga anatomiju ir ļoti svarīga celulozes ekstrakcijai. Kokvilnas šķiedras ir sēklu trichomes, kas veidojas no kokvilnas sēklu epidermas šūnām. Šīs šķiedras galvenokārt sastāv no celulozes ar nelielu daudzumu olbaltumvielu, vasku un cukuru. Kokvilnas šķiedras aug kauliņās, kas ir aizsargājošas kapsulas, kas aptver sēklas.
Celulozes ekstrakcijas process
Ražas novākšana: process sākas ar nobriedušu kokvilnas bumbuļu novākšanu no kokvilnas augiem. Mehāniskā ražas novākšana ir visizplatītākā metode, kad mašīnas no augiem noņem kauliņus.
Attīrīšana: pēc ražas novākšanas kokvilnai tiek veikta attīrīšana, kurā sēklas tiek atdalītas no šķiedrām. Šis process ietver kokvilnas izvadīšanu caur džina iekārtām, kas atdala sēklas no šķiedrām.
Tīrīšana: Kad kokvilnas šķiedras ir atdalītas no sēklām, tās tiek attīrītas, lai noņemtu piemaisījumus, piemēram, netīrumus, lapas un citus augu materiālus. Šis solis nodrošina, ka ekstrahētā celuloze ir augstas tīrības pakāpes.
Kāršana: Kāršana ir mehānisks process, kas izlīdzina kokvilnas šķiedras plānā tīklā. Tas noņem visus atlikušos piemaisījumus un izlīdzina šķiedras, gatavojoties turpmākai apstrādei.
Attīrīšana no sveķiem: kokvilnas šķiedras satur dabiskus piemaisījumus, piemēram, vaskus, pektīnus un hemicelulozes, ko kopā dēvē par “sveķiem”. Sveķu noņemšana ietver kokvilnas šķiedru apstrādi ar sārma šķīdumiem vai fermentiem, lai noņemtu šos piemaisījumus.
Balināšana: balināšana ir neobligāts solis, taču to bieži izmanto, lai vēl vairāk attīrītu celulozes šķiedras un uzlabotu to baltumu. Šajā procesā var izmantot dažādus balinātājus, piemēram, ūdeņraža peroksīdu vai hlora atvasinājumus.
Merserizācija: merserizācija ietver celulozes šķiedru apstrādi ar kodīgu sārmu šķīdumu, parasti nātrija hidroksīdu. Šis process palielina šķiedru izturību, spīdumu un afinitāti pret krāsvielām, padarot tās piemērotākas dažādiem lietojumiem.
Skābā hidrolīze: Dažos gadījumos, īpaši rūpnieciskiem nolūkiem, var izmantot skābo hidrolīzi, lai celulozi sadalītu mazākās, viendabīgākās daļiņās. Šis process ietver celulozes apstrādi ar atšķaidītu skābi kontrolētos apstākļos, lai hidrolizētu glikozīdu saites, iegūstot īsākas celulozes ķēdes vai celulozes nanokristālus.
Mazgāšana un žāvēšana: pēc ķīmiskās apstrādes celulozes šķiedras tiek rūpīgi mazgātas, lai noņemtu visas ķīmiskās vielas vai piemaisījumus. Pēc tam šķiedras žāvē līdz vajadzīgajam mitruma saturam.
Tīras celulozes pielietojumi
Tīra celuloze, kas iegūta no kokvilnas, tiek izmantota dažādās nozarēs:
Tekstilizstrādājumi: celulozes šķiedras tiek savērptas dzijās un ieaustas audumos apģērbam, mājas tekstilizstrādājumiem un rūpnieciskām vajadzībām.
Papīrs un kartons: celuloze ir galvenā papīra, kartona un kartona izstrādājumu sastāvdaļa.
Biodegvielas: celulozi var pārvērst biodegvielā, piemēram, etanolā, izmantojot tādus procesus kā fermentatīvā hidrolīze un fermentācija.
Pārtikas un farmācijas rūpniecība: celulozes atvasinājumus izmanto kā biezinātājus, stabilizatorus un emulgatorus pārtikas un farmācijas produktos.
Kosmētika: Celulozes atvasinājumi tiek izmantoti kosmētikā un personīgās higiēnas līdzekļos to sabiezēšanas un stabilizēšanas īpašību dēļ.
Tīras celulozes ekstrakcija no kokvilnas ietver virkni mehānisku un ķīmisku procesu, kuru mērķis ir atdalīt celulozes šķiedras no citām kokvilnas auga sastāvdaļām un tās attīrīt. Lai iegūtu augstas kvalitātes celulozi, ir svarīgi izprast kokvilnas auga anatomiju un izmantot atbilstošus paņēmienus, piemēram, attīrīšanu, attīrīšanu, balināšanu un merserizāciju. Tīrai celulozei, kas iegūta no kokvilnas, ir daudz dažādu pielietojumu dažādās nozarēs, sākot no tekstila un papīra ražošanas līdz biodegvielai un farmaceitiskajiem produktiem, padarot to par daudzpusīgu un vērtīgu dabas resursu.
Publicēšanas laiks: 25.04.2024