Целлюлоза екі табиғи заттың туындысы: ағаш және мақта. Өсімдіктерде ол икемділік пен күш беретін маңызды қызмет атқарады.
Зат қайдан табылған?
Целлюлоза – табиғи зат. Өсімдіктер оны өздігінен өндіруге қабілетті. Құрамында: сутегі, оттегі, көміртек.
Өсімдіктер күн сәулесінің әсерінен қант өндіреді, оны жасушалар өңдейді және талшықтардың желден жоғары жүктемелерге төтеп беруіне мүмкіндік береді. Целлюлоза – фотосинтез процесіне қатысатын зат. Жаңа піскен ағаштың кесегіне қант суын шашса, сұйықтық тез сіңеді.
Целлюлоза өндірісі басталады. Оны алудың бұл табиғи әдісі өнеркәсіптік ауқымда мақта мата өндіру үшін негіз ретінде алынады. Әртүрлі сапада целлюлоза алудың бірнеше әдістері бар.
Өндіріс әдісі 1
Целлюлозаны алу табиғи жолмен жүреді – мақта тұқымынан. Түктер автоматтандырылған механизмдермен жиналады, бірақ өсімдікке ұзақ өсу кезеңі қажет. Осылайша өндірілген мата ең таза болып саналады.
Ағаш талшықтарынан целлюлозаны тезірек алуға болады. Дегенмен, бұл әдіспен сапа әлдеқайда нашар. Бұл материал талшықты емес пластик, целлофан өндіруге ғана жарамды. Сондай-ақ, мұндай материалдан жасанды талшықтар жасауға болады.
Табиғи қабылдау
Мақта тұқымынан целлюлоза алу ұзын талшықтарды бөлуден басталады. Бұл материал мақта матасын жасау үшін қолданылады. 1,5 см-ден аспайтын ұсақ бөлшектер мақта үлбірі деп аталады.
Олар целлюлоза өндіруге жарамды. Жиналған бөлшектер жоғары қысымды қыздыруға ұшырайды. Процестің ұзақтығы 6 сағатқа дейін болуы мүмкін. Материалды қыздыруды бастамас бұрын оған натрий гидроксиді қосылады.
Алынған затты жуу керек. Ол үшін хлор қолданылады, ол да ағартады. Бұл әдіспен целлюлозаның құрамы ең таза (99%).
Ағаштан №2 өндіру әдісі
80-97% целлюлоза алу үшін қылқан жапырақты ағаш жоңқалары мен химиялық заттар қолданылады. Бүкіл масса араласады және температуралық өңдеуге ұшырайды. Пісіру нәтижесінде қажетті зат бөлінеді.
Кальций бисульфиті, күкірт диоксиді және ағаш массасы аралас. Алынған қоспадағы целлюлоза 50% -дан аспайды. Реакция нәтижесінде көмірсутектер мен лигниндер сұйықтықта ериді. Қатты материал тазартылуда.
Сапасыз қағазға ұқсайтын масса алыңыз. Бұл материал заттарды өндіру үшін негіз болады:
- Эфирлер.
- Целлофан.
- Вискоза талшығы.
Бағалы материалдан не өндіріледі?
Целлюлозаның құрылымы талшықты болып табылады, бұл одан киім жасауға мүмкіндік береді. Мақта материалы жоғарыда көрсетілген табиғи әдіспен алынған 99,8% табиғи өнім. Оны химиялық реакция нәтижесінде жарылғыш заттарды жасау үшін де қолдануға болады. Целлюлоза оған қышқылдар жағылғанда белсенді болады.
Целлюлозаның қасиеттері маталар өндірісіне қолданылады. Сонымен, одан сыртқы түрі мен жанасуы табиғи матаға ұқсайтын жасанды талшықтар жасалады:
- вискоза және ацетатты талшықтар;
- жасанды үлбір;
- мыс аммиак жібек.
Негізінен ағаш массасынан жасалған:
- лактар;
- фотографиялық фильм;
- қағаз өнімдері;
- пластиктер;
- ыдыс жууға арналған губкалар;
- түтінсіз ұнтақ.
Химиялық реакция нәтижесінде целлюлоза алынады:
- тринитроцеллюлоза;
- dinitrofiber;
- глюкоза;
- сұйық отын.
Тағам өнімдерінде целлюлозаны да қолдануға болады. Кейбір өсімдіктерде (сельдерей, салат, кебек) оның талшықтары бар. Ол сондай-ақ крахмал өндіруге арналған материал ретінде қызмет етеді. Біз одан жұқа жіптерді жасауды үйрендік - жасанды тор өте берік және созылмайды.
Целлюлозаның химиялық формуласы C6H10O5. Бұл полисахарид. Ол жасалған:
- медициналық мақта;
- бинттер;
- тампондар;
- картон, ДСП;
- тағамдық қоспа E460.
Заттың қасиеті
Целлюлоза 200 градусқа дейінгі жоғары температураға төтеп бере алады. Молекулалар ыдырамайды, бұл одан қайта пайдалануға болатын пластик ыдыстарды жасауға мүмкіндік береді. Бұл ретте маңызды сапа сақталады – серпімділік.
Целлюлоза қышқылдардың ұзақ әсер етуіне төтеп береді. Суда мүлдем ерімейді. Адам ағзасында қорытылмайды, сорбент ретінде қолданылады.
Микрокристалды целлюлоза альтернативті медицинада ас қорытуды тазартатын құрал ретінде қолданылады. Ұнтақталған зат тұтынылатын ыдыстардың калориясын азайту үшін тағамдық қоспа ретінде әрекет етеді. Бұл токсиндерді кетіруге, қандағы қант пен холестеринді азайтуға көмектеседі.
Өндірістік әдіс №3 - Өнеркәсіптік
Өндіріс орындарында целлюлоза әртүрлі ортада пісіру арқылы дайындалады. Қолданылатын материал реагент түріне байланысты - ағаш түріне:
- Шайырлы жыныстар.
- Шешірілген ағаштар.
- Өсімдіктер.
Пісіруге арналған реагенттердің бірнеше түрі бар:
- Қышқыл орта. Әйтпесе, әдіс сульфит деп аталады. Ерітінді ретінде күкірт қышқылының тұзы немесе оның сұйық қоспасы қолданылады. Бұл өндіріс опциясымен целлюлоза қылқан жапырақты түрлерден оқшауланады. Шырша мен шырша жақсы өңделген.
- Сілтілік орта немесе сода әдісі натрий гидроксидін пайдалануға негізделген. Ерітінді целлюлозаны өсімдік талшықтарынан (жүгері сабақтары) және ағаштардан (негізіненқатты ағаш).
- Сульфатты әдісте натрий гидроксиді мен натрий сульфидін бір мезгілде қолдану қолданылады. Ол ақ сұйылтылған сульфид өндірісіне кеңінен енгізілген. Үшінші тараптың химиялық реакцияларына байланысты технология қоршаған ортаға айтарлықтай теріс әсер етеді.
Соңғы әдіс әмбебаптығына байланысты ең кең таралған: целлюлозаны кез келген дерлік ағаштан алуға болады. Дегенмен, материалдың тазалығы бір қайнағаннан кейін айтарлықтай жоғары емес. Қоспалар қосымша реакциялардан арылтады:
- гемицеллюлозалар сілтілі ерітінділермен жойылады;
- Лигниннің макромолекулалары және олардың жойылу өнімдері хлормен жойылады, содан кейін сілтімен өңделеді.
Тағамдық құндылығы
Крахмал мен целлюлозаның құрылымы ұқсас. Тәжірибелердің нәтижесінде жеуге жарамсыз талшықтардан өмірлік маңызды өнім алуға мүмкіндік туды. Оған үнемі адам керек. Сіз жейтін тағамның құрамында 20%-дан астам крахмал бар.
Ғалымдар целлюлозадан адам ағзасының күйіне жақсы әсер ететін амилозаны ала алды. Сонымен бірге реакция кезінде глюкоза бөлінеді. Қалдықсыз өндіріс болып шықты - соңғы зат этанол өндіруге жіберіледі. Амилоза семіздіктің алдын алу құралы ретінде де қызмет етеді.
Реакция нәтижесінде целлюлоза қатты күйде қалып, ыдыстың түбіне шөгеді. Қалған компоненттер магниттік нанобөлшектердің көмегімен жойылады немесе ерітіліп, сұйықтықпен бірге жойылады.
Сатылымдағы зат түрлері
Жабдықтаушылар әртүрлі сапалы целлюлозаны қолайлы бағамен ұсынады. Біз материалдың негізгі түрлерін тізімдейміз:
- Сульфатты ақ целлюлоза, ағаштың екі түрінен өндіріледі: қылқан жапырақты және қатты ағаш. Буып-түю материалында ағартылмаған материал, оқшаулағыш материалдарға және басқа мақсаттарға арналған сапасыз қағаз қолданылады.
- Сульфит ақ түсті, қылқан жапырақты ағаштардан жасалған.
- Медициналық заттарды өндіруге жарамды ақ ұнтақ материал.
- Премиум сортты целлюлоза хлорсыз ағарту арқылы өндіріледі. Шикізат ретінде қылқан жапырақты өсімдіктер алынады. Ағаш массасы 20/80% қатынасында шырша мен қарағай жоңқаларының комбинациясынан тұрады. Алынған материалдың тазалығы ең жоғары. Ол медицинада қолданылатын стерильді материалдарды жасауға жарамды.
Стандартты критерийлер сәйкес целлюлозаны таңдау үшін пайдаланылады: материалдың тазалығы, созылу күші, талшық ұзындығы, жыртылуға төзімділік индексі. Сулы сығынды ортасының химиялық күйі немесе агрессивтілігі және ылғалдылығы да сандық түрде көрсетіледі. Ағартылған қоспа ретінде жеткізілетін целлюлоза үшін басқа параметрлер қолданылады: нақты көлем, жарықтық, еркіндік, созылу күші, тазалық.
Целлюлоза массасының маңызды көрсеткіші жыртылуға төзімділік индексі болып табылады. Өндірілген материалдардың мақсаты осыған байланысты. Шикізат ретінде пайдаланылатын ағаш түрі мен ылғалдылығы ескеріледі. Сондай-ақ маңыздышайыр және май деңгейі. Ұнтақтың біркелкілігі белгілі бір технологиялық қолданбалар үшін маңызды. Ұқсас мақсаттар үшін парақтар түріндегі материалдың қаттылығы мен жарылу күші бағаланады.
