Введение в хлопок и целлюлозу
Хлопок, натуральное волокно, полученное из хлопкового растения, в основном состоит из целлюлозы. Целлюлоза, сложный углевод, является основной компонентом клеточных стен у растений, обеспечивая структурную поддержку. Извлечение чистой целлюлозы из хлопка включает в себя отделение целлюлозных волокон от других компонентов хлопкового растения, таких как лигнин, гемицеллюлоза и пектин.
Анатомия хлопка
Понимание анатомии хлопкового растения имеет решающее значение для экстракции целлюлозы. Хлопковые волокна представляют собой трихомы семян, которые развиваются из эпидермальных клеток хлопкового семени. Эти волокна состоят в основном из целлюлозы, с небольшим количеством белков, восков и сахаров. Хлопковые волокна растут в боллах, которые являются защитными капсулами, которые заключают семена.
Процесс извлечения целлюлозы
Сбор урожая: процесс начинается с сбора зрелых хлопчатобумажных боллей из хлопковых растений. Механическое уборки является наиболее распространенным методом, где машины удаляют боллы с растений.
Гиннинг: После сбора урожая хлопок подвергается джинину, где семена отделены от волокон. Этот процесс включает в себя передачу хлопка через джинсовый механизм, который удаляет семена из волокон.
Очистка: После отделения от семян хлопковые волокна подвергаются очистке, чтобы удалить примеси, такие как грязь, листья и другие растительные материалы. Этот шаг гарантирует, что экстрагированная целлюлоза имеет высокую чистоту.
Кардинг: Кардинг - это механический процесс, который выравнивает хлопковые волокна в тонкую паутину. Он удаляет любые оставшиеся примеси и выравнивает волокна при подготовке к дальнейшей обработке.
Дегуммирование: хлопковые волокна содержат естественные примеси, такие как воски, пектины и гемицеллюлозы, в совокупности, называемых «жвачкой». Дегуммирование включает в себя лечение хлопковых волокон с щелочными растворами или ферментами для удаления этих примесей.
Отбеливание: отбеливание - это необязательный шаг, но часто используется для дальнейшей очистки целлюлозных волокон и усиления их белизны. В этом процессе могут использоваться различные отбеливающие агенты, такие как перекись водорода или производные хлора.
Мерсеризация: Мерсеризация включает в себя обработку целлюлозных волокон раствором каустического щелочка, обычно гидроксида натрия. Этот процесс увеличивает силу, блеск и сродство волокнов к красителям, что делает их более подходящими для различных применений.
Кислотный гидролиз: в некоторых случаях, особенно для промышленных целей, кислотный гидролиз может быть использован для дальнейшего разрушения целлюлозы на более мелкие, более однородные частицы. Этот процесс включает в себя обработку целлюлозы разбавленной кислотой в контролируемых условиях для гидролиза гликозидных связей, что дает более короткие целлюлозы или нанокристаллы целлюлозы.
Промывание и сушка: После химической обработки целлюлозные волокна тщательно промывают для удаления остаточных химических веществ или примесей. Впоследствии волокна сушат до желаемого содержания влаги.
Применение чистой целлюлозы
Чистая целлюлоза, полученная из хлопковых находок в различных отраслях:
Текстиль: целлюлозные волокна развернулись в пряжу и вплетены в ткани для одежды, домашнего текстиля и промышленного применения.
Бумага и бумажная доска: целлюлоза является основным компонентом бумаги, картона и картона.
Биотопливо: целлюлоза может быть преобразована в биотопливо, такие как этанол, посредством таких процессов, как ферментативный гидролиз и ферментация.
Продовольственная и фармацевтическая промышленность: производные целлюлозы используются в качестве сгущаний, стабилизаторов и эмульгаторов в пищевых и фармацевтических продуктах.
Косметика: производные целлюлозы используются в косметике и средствах личной гигиены для их утолщения и стабилизации свойств.
Извлечение чистой целлюлозы из хлопка включает в себя серию механических и химических процессов, направленных на отделение целлюлозных волокон от других компонентов хлопкового растения и их очистки. Понимание анатомии хлопкового растения и использование соответствующих методов, таких как джиннинг, дегуммирование, отбеливание и мерсеризация, необходимо для получения высококачественной целлюлозы. Чистая целлюлоза, полученная из хлопка, имеет разнообразные применения в разных отраслях, начиная от текстиля и изготовления бумаг до биотоплива и фармацевтических препаратов, что делает ее универсальным и ценным природным ресурсом.
Пост времени: апрель-25-2024