A cellulóz két természetes anyag származéka: a fa és a pamut. A növényekben fontos funkciót tölt be, rugalmasságot és erőt ad nekik.
Hol található az anyag?
A cellulóz természetes anyag. A növények maguk is képesek előállítani. Tartalmaz: hidrogént, oxigént, szenet.
A növények a napfény hatására cukrot termelnek, azt a sejtek feldolgozzák, és lehetővé teszi, hogy a rostok ellenálljanak a nagy szélterhelésnek. A cellulóz a fotoszintézis folyamatában részt vevő anyag. Ha cukros vizet szórunk egy friss fa vágására, a folyadék gyorsan felszívódik.
Megkezdődik a cellulózgyártás. Ezt a természetes beszerzési módszert veszik alapul a pamutszövet ipari méretekben történő előállításához. Számos módszer létezik a különböző minőségű pép előállítására.
1. előállítási módszer
A cellulóz kinyerése természetesen történik – gyapotmagból. A szőrszálakat automatizált mechanizmusok gyűjtik össze, de a növénynek hosszú növekedési időszakra van szüksége. Az így előállított ruha a legtisztább.
Pép gyorsabban nyerhető farostból. Ezzel a módszerrel azonban sokkal rosszabb a minőség. Ez az anyag csak nem szálas műanyag, celofán gyártására alkalmas. Az ilyen anyagokból mesterséges szálak is előállíthatók.
Természetes fogadás
A cellulóz gyapotmagokból történő előállítása a hosszú rostok szétválasztásával kezdődik. Ezt az anyagot pamutszövet készítésére használják. A kis, 1,5 cm-nél kisebb részeket pamutbolyhnak nevezik.
Pépgyártásra alkalmasak. Az összeszerelt alkatrészeket nagynyomású melegítésnek vetik alá. A folyamat időtartama akár 6 óra is lehet. Az anyag melegítésének megkezdése előtt nátrium-hidroxidot adnak hozzá.
A kapott anyagot ki kell mosni. Ehhez klórt használnak, ami szintén fehérít. A cellulóz összetétele ezzel a módszerrel a legtisztább (99%).
2. gyártási módszer fából
A cellulóz 80-97%-ának előállításához tűlevelű faforgácsot és vegyszereket használnak. Az egész masszát összekeverjük és hőkezelésnek vetjük alá. A főzés eredményeként a szükséges anyag szabadul fel.
Vegyes kalcium-hidrogén-szulfit, kén-dioxid és fapép. A kapott keverékben a cellulóz nem több, mint 50%. A reakció eredményeként a folyadékban feloldódnak a szénhidrogének és a ligninek. A szilárd anyag tisztítása folyamatban van.
Szerezzen be egy gyenge minőségű papírra emlékeztető masszát. Ez az anyag szolgál alapul az anyagok gyártásához:
- Ethers.
- Cellophane.
- Viszkózszál.
Mit állítanak elő értékes anyagból?
A cellulóz szerkezete rostos, ami lehetővé teszi ruhák készítését belőle. A pamut anyaga 99,8%-ban természetes termék, amelyet a fenti természetes módszerrel állítanak elő. Kémiai reakció eredményeként robbanóanyagok készítésére is használható. A cellulóz akkor aktív, ha savakat alkalmazunk.
A cellulóz tulajdonságai a szövetek előállítására vonatkoznak. Tehát mesterséges szálak készülnek belőle, amelyek megjelenésükben és érintésükben természetes anyagokra emlékeztetnek:
- viszkóz- és acetátszálak;
- műszőrme;
- réz ammóniás selyem.
Főleg fapépből készül:
- lakkok;
- fotófilm;
- papírtermékek;
- műanyag;
- mosogatószivacsok;
- füstmentes por.
A cellulózból származó kémiai reakció eredményeként:
- trinitrocellulóz;
- dinitrofiber;
- glükóz;
- folyékony üzemanyag.
Élelmiszerekben cellulóz is használható. Egyes növények (zeller, saláta, korpa) tartalmazzák rostjait. A keményítő előállításához is anyagként szolgál. Azt már megtanultuk, hogyan készítsünk belőle vékony szálakat – a mesterséges szövedék nagyon erős és nem nyúlik.
A cellulóz kémiai képlete C6H10O5. Ez egy poliszacharid. Ebből készült:
- orvosi pamut;
- kötések;
- tamponok;
- karton, forgácslap;
- élelmiszer-adalékanyag E460.
Az anyag erényei
A cellulóz akár 200 fokos magas hőmérsékletnek is ellenáll. A molekulák nem bomlanak le, így újrafelhasználható műanyag edények készíthetők belőle. Ugyanakkor egy fontos tulajdonság megmarad - a rugalmasság.
A cellulóz ellenáll a hosszan tartó savaknak. Vízben abszolút oldhatatlan. Az emberi szervezet nem emészti meg, szorbensként használják.
A mikrokristályos cellulózt az alternatív gyógyászatban emésztéstisztítóként használják. A porított anyag élelmiszer-adalékanyagként csökkenti az elfogyasztott ételek kalóriatartalmát. Ez segít a méreganyagok eltávolításában, a vércukor- és koleszterinszint csökkentésében.
3. gyártási módszer – ipari
A termelési telephelyeken a pépet különféle környezetben történő főzéssel készítik el. A felhasznált anyag a reagens típusától függ - a fa típusa:
- Gyantás kőzetek.
- Elhatározott fák.
- Növények.
Többféle főzőreagens létezik:
- Savas környezet. Egyébként a módszert szulfitnak nevezik. Oldatként kénsav sóját vagy folyékony keverékét használjuk. Ezzel a termelési lehetőséggel a cellulózt tűlevelű fajokból izolálják. A fenyő és a lucfenyő jól feldolgozott.
- A lúgos közeg vagy szóda módszer nátrium-hidroxid használatán alapul. Az oldat jól elválasztja a cellulózt a növényi rostoktól (kukoricaszár) és a fáktól (főlegkeményfa).
- A szulfátos módszerben a nátrium-hidroxid és a nátrium-szulfid egyidejű használatát alkalmazzák. Széles körben bevezetik a fehérlúg-szulfid gyártásába. A technológia meglehetősen negatív a környezetre nézve a harmadik felek kémiai reakciói miatt.
Az utóbbi módszer a legelterjedtebb sokoldalúsága miatt: szinte bármilyen fáról lehet pépet nyerni. Egy forralás után azonban az anyag tisztasága nem túl magas. A szennyeződések megszabadulnak a további reakcióktól:
- a hemicellulózt lúgos oldatokkal távolítják el;
- A lignin makromolekulákat és bomlástermékeiket klórral távolítják el, majd lúggal kezelik.
Tápérték
A keményítő és a cellulóz szerkezete hasonló. A kísérletek eredményeként ehetetlen rostokból létfontosságú terméket sikerült előállítani. Állandóan szüksége van egy emberre. Az elfogyasztott étel több mint 20% keményítőt tartalmaz.
A tudósoknak sikerült amilózt nyerniük cellulózból, amely pozitív hatással van az emberi szervezet állapotára. Ugyanakkor a reakció során glükóz szabadul fel. Kiderült, hogy a hulladékmentes termelés - az utolsó anyagot etanol gyártására küldik. Az amilóz az elhízás megelőzésének eszközeként is szolgál.
A reakció eredményeként a cellulóz szilárd állapotban marad, leülepedve az edény aljára. A fennmaradó komponenseket mágneses nanorészecskék segítségével távolítják el, vagy feloldják és eltávolítják a folyadékkal együtt.
Akciós anyagok típusai
A beszállítók különböző minőségű pépet kínálnak elfogadható áron. Felsoroljuk a főbb anyagtípusokat:
- Szulfát fehér cellulóz, kétféle fából készül: tűlevelűből és keményfából. Fehérítetlen anyagot használnak a csomagolóanyagokhoz, rossz minőségű papírt szigetelő anyagokhoz és egyéb célokra.
- A szulfit fehér színben is kapható, tűlevelű fákból.
- Orvosi anyagok előállítására alkalmas fehér poranyag.
- A prémium minőségű cellulózt klór nélküli fehérítéssel állítják elő. A tűlevelűeket nyersanyagként veszik fel. A fapép luc- és fenyőforgács kombinációjából áll, 20/80% arányban. A kapott anyag tisztasága a legmagasabb. Alkalmas az orvostudományban használt steril anyagok készítésére.
A megfelelő pép kiválasztásához szabvány kritériumokat alkalmazunk: anyagtisztaság, szakítószilárdság, szálhossz, szakítószilárdsági index. A vizes extraktumközeg kémiai állapota vagy agresszivitása és a páratartalom mennyiségileg is feltüntetésre kerül. A fehérített alapanyagként szállított cellulóz esetében más paraméterek érvényesek: fajlagos térfogat, fényesség, szabadság, szakítószilárdság, tisztaság.
A cellulóz tömegének fontos mutatója a szakadásállósági index. Az előállított anyagok célja attól függ. Figyelembe veszik az alapanyagként használt fa fajtáját és a páratartalmat. Szintén fontosgyanta és zsír szintje. A por egyenletessége fontos bizonyos folyamatalkalmazásoknál. Hasonló célokra az anyag szívósságát és szakítószilárdságát lapok formájában értékelik.
