Úvod do bavlny a celulózy
Bavlna, prírodná vláknina odvodená z rastliny bavlny, je primárne zložená z celulózy. Celulóza, komplexný uhľohydrát, je hlavnou zložkou bunkových stien v rastlinách, ktorá poskytuje štrukturálnu podporu. Extrakcia čistej celulózy z bavlny zahŕňa oddelenie celulózových vlákien od iných zložiek bavlnenej rastliny, ako je lignín, hemicelulóza a pektín.
Anatómia bavlny
Pochopenie anatómie bavlnenej rastliny je rozhodujúce pre extrakciu celulózy. Bavlnené vlákna sú trichómy semien, ktoré sa vyvíjajú z epidermálnych buniek bavlníkových semien. Tieto vlákna pozostávajú hlavne z celulózy, s malými množstvami proteínov, voskov a cukrov. Bavlnené vlákna rastú v dráhach, ktoré sú ochrannými kapsulami, ktoré obklopujú semená.
Proces extrakcie celulózy
Zber: Tento proces začína zberom zrelých bavlnených búch z bavlnených rastlín. Mechanické zbery je najbežnejšou metódou, kde stroje odstraňujú poháre z rastlín.
Ginning: Po zberu sa bavlna podlieha ginningu, kde sú semená oddelené od vlákien. Tento proces spočíva v prejdení bavlny cez gin stroje, ktoré odstraňuje semená z vlákien.
Čistenie: Po oddelení od semien sa bavlnené vlákna podliehajú čisteniu, aby sa odstránili nečistoty, ako sú nečistoty, listy a iné rastlinné materiály. Tento krok zaisťuje, že extrahovaná celulóza je vysoká čistota.
Karta: Karta je mechanický proces, ktorý zarovnáva bavlnené vlákna do tenkého webu. Odstraňuje všetky zostávajúce nečistoty a zosúladí vlákna v rámci prípravy na ďalšie spracovanie.
Degumming: Bavlnené vlákna obsahujú prírodné nečistoty, ako sú vosky, pektíny a hemicelulózy, ktoré sa spoločne označujú ako „ďasná“. Degumming zahŕňa ošetrenie bavlnených vlákien alkalickými roztokmi alebo enzýmami na odstránenie týchto nečistôt.
Bielenie: bielenie je voliteľným krokom, ale často sa používa na ďalšie čistenie vlákien celulózy a na zlepšenie ich belosti. V tomto procese sa môžu použiť rôzne bieliace činidlá, ako je peroxid vodíka alebo deriváty chlóru.
Mercerizácia: Mercerizácia zahŕňa ošetrenie celulózových vlákien pomocou žieravého alkalického roztoku, typicky hydroxidu sodného. Tento proces zvyšuje silu vlákien, lesk a afinitu k farbivám, vďaka čomu sú vhodnejšie pre rôzne aplikácie.
Kyslá hydrolýza: V niektorých prípadoch, najmä na priemyselné účely, sa môže kyslá hydrolýza použiť na ďalšie rozdelenie celulózy na menšie, rovnomernejšie častice. Tento proces zahŕňa ošetrenie celulózy zriedenou kyselinou za kontrolovaných podmienok na hydroly glykozidických väzieb, čím sa poskytuje kratšie celulózové reťazce alebo celulózové nanokryštály.
Premytie a sušenie: Po chemických ošetreniach sa celulózové vlákna dôkladne premyjú, aby sa odstránili akékoľvek zvyškové chemikálie alebo nečistoty. Následne sa vlákna sušia podľa požadovaného obsahu vlhkosti.
Aplikácie čistej celulózy
Čistá celulóza získaná z bavlny nájdete aplikácie v rôznych odvetviach:
Textil: Vlákna celulózy sa roztočia do priadzí a tkané do tkanín pre oblečenie, domáce textil a priemyselné aplikácie.
Papier a lepenka: Celulóza je primárnou súčasťou papiera, papierovej dosky a kartónových výrobkov.
Biopalivá: Celulóza sa môže previesť na biopalivá, ako je etanol, prostredníctvom procesov, ako je enzymatická hydrolýza a fermentácia.
Potravinový a farmaceutický priemysel: Deriváty celulózy sa používajú ako zahusťovadlá, stabilizátory a emulgátory v potravinách a farmaceutických výrobkoch.
Kozmetika: Deriváty celulózy sa používajú v kozmetických a osobných výrobkoch na ich zahusťovacie a stabilizačné vlastnosti.
Extrakcia čistej celulózy z bavlny zahŕňa sériu mechanických a chemických procesov zameraných na oddelenie celulózových vlákien od iných zložiek bavlnenej rastliny a ich čistenie. Pochopenie anatómie bavlnenej rastliny a využívanie vhodných techník, ako sú ginning, degumming, bielenie a mercerizácia, je nevyhnutné na získanie vysoko kvalitnej celulózy. Čistá celulóza získaná z bavlny má rozmanité aplikácie naprieč priemyselnými odvetviami, od textilu a papiera po biopalivá a farmaceutiká, čo z neho robí všestranný a cenný prírodný zdroj.
Čas príspevku: 25. apríla-2024