Вступ до бавовни та целюлози
Бавовна, натуральне волокно, отримане з рослини бавовнику, в основному складається з целюлози. Целюлоза, складний вуглевод, є основною складовою клітинних стінок рослин, забезпечуючи структурну підтримку. Видобуток чистої целюлози з бавовни передбачає відділення целюлозних волокон від інших компонентів рослини бавовнику, таких як лігнін, геміцелюлоза та пектин.
Анатомія бавовнику
Розуміння анатомії рослини бавовни має вирішальне значення для видобутку целюлози. Бавовняні волокна - це трихоми насіння, які розвиваються з епідермальних клітин насіння бавовнику. Ці волокна складаються в основному з целюлози з невеликою кількістю білків, воску та цукру. Волокна бавовни ростуть у коробочках, які є захисними капсулами, що охоплюють насіння.
Процес екстракції целюлози
Збір врожаю: процес починається зі збирання зрілих коробочок бавовнику з рослин бавовнику. Механічне збирання є найпоширенішим методом, коли машини видаляють коробочки з рослин.
Очищення: після збору врожаю бавовна проходить очищення, де насіння відокремлюється від волокон. Цей процес передбачає проходження бавовни через очисне обладнання, яке видаляє насіння з волокон.
Очищення: після відділення від насіння бавовняні волокна очищаються для видалення домішок, таких як бруд, листя та інші рослинні матеріали. Цей етап гарантує, що екстрагована целюлоза має високу чистоту.
Чесання: чесання — це механічний процес, який вирівнює бавовняні волокна в тонке полотно. Він видаляє залишки забруднень і вирівнює волокна для підготовки до подальшої обробки.
Дегумування: бавовняне волокно містить природні домішки, такі як віск, пектини та геміцелюлози, які спільно називаються «камедь». Дегумування передбачає обробку бавовняних волокон лужними розчинами або ферментами для видалення цих домішок.
Відбілювання: відбілювання є необов’язковим етапом, але часто використовується для подальшого очищення целюлозних волокон і підвищення їх білизни. У цьому процесі можна використовувати різні відбілювачі, такі як перекис водню або похідні хлору.
Мерсеризація: Мерсеризація передбачає обробку целюлозних волокон розчином їдкого лугу, як правило, гідроксиду натрію. Цей процес збільшує міцність волокон, блиск і спорідненість до барвників, що робить їх більш придатними для різних застосувань.
Кислотний гідроліз: у деяких випадках, особливо в промислових цілях, кислотний гідроліз може бути використаний для подальшого розщеплення целюлози на більш дрібні однорідні частинки. Цей процес передбачає обробку целюлози розведеною кислотою в контрольованих умовах для гідролізу глікозидних зв’язків, утворюючи коротші целюлозні ланцюги або нанокристали целюлози.
Прання та сушіння: після хімічної обробки целюлозні волокна ретельно промиваються, щоб видалити будь-які залишки хімікатів або домішок. Потім волокна висушуються до потрібного вмісту вологи.
Застосування чистої целюлози
Чиста целюлоза, отримана з бавовни, знаходить застосування в різних галузях промисловості:
Текстиль: целюлозні волокна прядуть у пряжу та виплітають у тканини для одягу, домашнього текстилю та промислового застосування.
Папір і картон: целюлоза є основним компонентом паперу, картону та картонних виробів.
Біопаливо: Целюлозу можна перетворити на біопаливо, таке як етанол, за допомогою таких процесів, як ферментативний гідроліз і ферментація.
Харчова та фармацевтична промисловість: похідні целюлози використовуються як загусники, стабілізатори та емульгатори в харчових і фармацевтичних продуктах.
Косметика: похідні целюлози використовуються в косметиці та засобах особистої гігієни завдяки своїм властивостям згущення та стабілізації.
Видобуток чистої целюлози з бавовни включає ряд механічних і хімічних процесів, спрямованих на відділення целюлозних волокон від інших компонентів рослини бавовни та їх очищення. Розуміння анатомії бавовняної рослини та застосування відповідних методів, таких як лущення, дегумування, відбілювання та мерсеризація, має важливе значення для отримання високоякісної целюлози. Чиста целюлоза, отримана з бавовни, має різноманітне застосування в різних галузях промисловості, починаючи від текстильної та паперової промисловості до біопалива та фармацевтики, що робить її універсальним і цінним природним ресурсом.
Час публікації: 25 квітня 2024 р