Celuloza je derivat dveh naravnih snovi: lesa in bombaža. V rastlinah opravlja pomembno funkcijo, saj jim daje prožnost in moč.
Kje je snov najdena?
Celuloza je naravna snov. Rastline ga lahko proizvedejo same. Vsebuje: vodik, kisik, ogljik.
Rastline proizvajajo sladkor pod vplivom sončne svetlobe, ki ga predelujejo celice in omogoča, da vlakna prenesejo velike obremenitve vetra. Celuloza je snov, ki sodeluje v procesu fotosinteze. Če sladkorno vodo poškropimo po rezu svežega drevesa, se tekočina hitro vpije.
Proizvodnja celuloze se začne. Ta naravna metoda pridobivanja je osnova za proizvodnjo bombažne tkanine v industrijskem obsegu. Obstaja več metod, s katerimi se pridobiva celuloza različnih kakovosti.
Proizvodna metoda 1
Pridobivanje celuloze poteka naravno – iz bombažnih semen. Dlake se zbirajo z avtomatiziranimi mehanizmi, vendar je za rastlino potrebno dolgo obdobje rasti. Tako proizvedeno blago velja za najčistejše.
Culzo je mogoče hitreje pridobiti iz lesnih vlaken. Vendar je kakovost pri tej metodi veliko slabša. Ta material je primeren samo za izdelavo nevlaknene plastike, celofana. Iz takega materiala je mogoče izdelati tudi umetna vlakna.
Naravno prejemanje
Proizvodnja celuloze iz bombažnih semen se začne z ločevanjem dolgih vlaken. Ta material se uporablja za izdelavo bombažne tkanine. Majhni deli, manjši od 1,5 cm, se imenujejo bombažni puh.
Primerni so za proizvodnjo celuloze. Sestavljeni deli so podvrženi visokotlačnemu segrevanju. Trajanje postopka je lahko do 6 ur. Preden začnemo segrevati material, mu dodamo natrijev hidroksid.
Nastalo snov je treba sprati. Za to se uporablja klor, ki tudi beli. Sestava celuloze s to metodo je najčistejša (99%).
Proizvodna metoda 2 iz lesa
Za pridobitev 80-97% celuloze se uporabljajo sekanci iglavcev in kemikalije. Celotno maso premešamo in podvržemo temperaturni obdelavi. Kot rezultat kuhanja se sprosti zahtevana snov.
Mešani kalcijev bisulfit, žveplov dioksid in lesna kaša. Celuloze v nastali mešanici ni več kot 50%. Kot rezultat reakcije se ogljikovodiki in lignini raztopijo v tekočini. Trden material se čisti.
Pridobite maso, ki spominja na nizkokakovosten papir. Ta material služi kot osnova za izdelavo snovi:
- Etri.
- celofan.
- Viskozna vlakna.
Kaj je proizvedeno iz dragocenega materiala?
Struktura celuloze je vlaknasta, kar omogoča izdelavo oblačil iz nje. Bombažni material je 99,8 % naravni izdelek, pridobljen po zgornji naravni metodi. Lahko se uporablja tudi za izdelavo eksploziva kot posledica kemične reakcije. Celuloza je aktivna, ko nanjo nanesemo kisline.
Lastnosti celuloze veljajo za proizvodnjo tkanin. Iz njega so torej izdelana umetna vlakna, ki po videzu in otipu spominjajo na naravne tkanine:
- viskozna in acetatna vlakna;
- umetno krzno;
- bakrena amonijakova svila.
Izdelano predvsem iz lesne kaše:
- laki;
- fotografski film;
- izdelki iz papirja;
- plastika;
- gobice za pomivanje posode;
- brezdimni smodnik.
Kot posledica kemične reakcije iz celuloze dobimo:
- trinitroceluloza;
- dinitrofiber;
- glukoza;
- tekoče gorivo.
V hrani se lahko uporablja tudi celuloza. Nekatere rastline (zelena, solata, otrobi) vsebujejo njena vlakna. Služi tudi kot material za proizvodnjo škroba. Iz njega smo se že naučili narediti tanke niti - umetna mreža je zelo močna in se ne raztegne.
Kemična formula celuloze je C6H10O5. Je polisaharid. Narejen je iz:
- medicinski bombaž;
- povoji;
- tamponi;
- karton, iverna plošča;
- aditiv za živila E460.
Vrline snovi
Pulpa lahko prenese visoke temperature do 200 stopinj. Molekule se ne razgradijo, kar omogoča izdelavo plastičnih posod za večkratno uporabo. Hkrati se ohranja pomembna kakovost - elastičnost.
Celuloza vzdrži dolgotrajno izpostavljenost kislinam. Popolnoma netopen v vodi. Človeško telo ne prebavi, uporablja se kot sorbent.
Mikrokristalna celuloza se v alternativni medicini uporablja kot čistilo za prebavo. Snov v prahu deluje kot prehranski dodatek za zmanjšanje vsebnosti kalorij v zaužitih jedeh. To pomaga odstraniti toksine, zmanjšati krvni sladkor in holesterol.
Proizvodna metoda 3 - Industrijska
Na proizvodnih mestih se pulpa pripravlja s kuhanjem v različnih okoljih. Uporabljeni material je odvisen od vrste reagenta – vrste lesa:
- Smolnate kamnine.
- Odločena drevesa.
- Rastline.
Obstaja več vrst reagentov za kuhanje:
- Kislo okolje. V nasprotnem primeru se metoda imenuje sulfit. Kot raztopino se uporablja sol žveplove kisline ali njena tekoča mešanica. S to možnostjo proizvodnje se celuloza izolira iz iglavcev. Jelka in smreka sta dobro obdelani.
- Metoda alkalnega medija ali sode temelji na uporabi natrijevega hidroksida. Raztopina dobro loči celulozo od rastlinskih vlaken (koruzna stebla) in dreves (predvsemtrdega lesa).
- Pri sulfatni metodi se uporablja hkratna uporaba natrijevega hidroksida in natrijevega sulfida. Široko se uvaja v proizvodnjo belega sulfida. Tehnologija je precej negativna za okolje zaradi posledičnih kemičnih reakcij tretjih oseb.
Zadnja metoda je najpogostejša zaradi svoje vsestranskosti: celulozo je mogoče dobiti iz skoraj vsakega drevesa. Vendar pa čistost materiala po enem vrenju ni zelo visoka. Nečistoče se znebijo dodatnih reakcij:
- hemiceluloze odstranimo z alkalnimi raztopinami;
- Makromolekule lignina in njihovi produkti uničenja se odstranijo s klorom, čemur sledi obdelava z alkalijo.
Hranilna vrednost
Škrob in celuloza imata podobno strukturo. Kot rezultat poskusov je bilo mogoče pridobiti vitalni produkt iz neužitnih vlaken. Nenehno potrebuje osebo. Hrana, ki jo jeste, je več kot 20 % škroba.
Znanstveniki so uspeli pridobiti amilozo iz celuloze, ki pozitivno vpliva na stanje človeškega telesa. Hkrati se med reakcijo sprošča glukoza. Izkazalo se je, da je proizvodnja brez odpadkov - zadnja snov je poslana za proizvodnjo etanola. Amiloza služi tudi kot sredstvo za preprečevanje debelosti.
Zaradi reakcije ostane celuloza v trdnem stanju in se usede na dno posode. Preostale komponente odstranimo z uporabo magnetnih nanodelcev ali jih raztopimo in odstranimo s tekočino.
Vrste snovi v prodaji
Dobavitelji ponujajo različno kakovostno celulozo po razumnih cenah. Navajamo glavne vrste materiala:
- Sulfatna bela celuloza, proizvedena iz dveh vrst lesa: iglavcev in trdega lesa. V embalaži se uporablja nebeljen material, papir slabe kakovosti za izolacijske materiale in druge namene.
- Sulfit je na voljo tudi v beli barvi, narejen iz iglavcev.
- Beli prah, primeren za proizvodnjo medicinskih substanc.
- Celuloza vrhunske kakovosti se proizvaja z beljenjem brez klora. Iglavci se vzamejo kot surovina. Lesna kaša je sestavljena iz kombinacije smrekovih in borovih sekancev v razmerju 20/80%. Čistost nastalega materiala je najvišja. Primeren je za izdelavo sterilnih materialov, ki se uporabljajo v medicini.
Za izbiro ustrezne celuloze se uporabljajo standardna merila: čistost materiala, natezna trdnost, dolžina vlaken, indeks odpornosti na trganje. Kemijsko stanje ali agresivnost vodnega ekstraktivnega medija in vlažnost sta tudi kvantitativno navedena. Za celulozo, ki je dobavljena kot beljena surovina, veljajo drugi parametri: specifična prostornina, svetlost, prostost, natezna trdnost, čistost.
Pomemben kazalnik za maso celuloze je indeks odpornosti na trganje. Od tega je odvisen namen proizvedenih materialov. Upošteva se vrsta lesa, ki se uporablja kot surovina, in vlažnost. Prav tako pomembnoravni smole in maščob. Enakomernost prahu je pomembna za nekatere procesne aplikacije. Za podobne namene se oceni žilavost in razpočna trdnost materiala v obliki listov.
