Celulóza je derivátom dvoch prírodných látok: dreva a bavlny. V rastlinách plní dôležitú funkciu a dodáva im flexibilitu a silu.
Kde sa látka nachádza?
Celulóza je prírodná látka. Rastliny si ho dokážu vyrobiť samé. Obsahuje: vodík, kyslík, uhlík.
Rastliny produkujú cukor pod vplyvom slnečného žiarenia, spracovávajú ho bunky a umožňujú vláknam odolávať vysokej záťaži vetrom. Celulóza je látka, ktorá sa podieľa na procese fotosyntézy. Ak sa na rez čerstvého stromu postrieka cukrová voda, tekutina sa rýchlo vstrebe.
Začiatok výroby buničiny. Tento prirodzený spôsob jeho získavania sa berie ako základ pre výrobu bavlnenej tkaniny v priemyselnom meradle. Existuje niekoľko metód, ktorými sa získava dužina rôznej kvality.
Spôsob výroby 1
K získavaniu celulózy dochádza prirodzene – zo semien bavlníka. Chĺpky sa zbierajú automatizovanými mechanizmami, ale rastlina si vyžaduje dlhé obdobie rastu. Tkanina vyrobená týmto spôsobom sa považuje za najčistejšiu.
Z drevných vlákien možno rýchlejšie získať buničinu. Kvalita je však pri tejto metóde oveľa horšia. Tento materiál je vhodný len na výrobu nevláknitého plastu, celofánu. Z takéhoto materiálu sa dajú vyrábať aj umelé vlákna.
Prirodzený príjem
Výroba celulózy z bavlníkových semien začína oddelením dlhých vlákien. Tento materiál sa používa na výrobu bavlnenej tkaniny. Malé časti, menšie ako 1,5 cm, sa nazývajú bavlnené chmýří.
Sú vhodné na výrobu buničiny. Zostavené diely sú vystavené vysokotlakovému ohrevu. Trvanie procesu môže byť až 6 hodín. Pred začatím zahrievania materiálu sa k nemu pridá hydroxid sodný.
Výslednú látku je potrebné umyť. Na to sa používa chlór, ktorý zároveň bieli. Zloženie celulózy je pri tejto metóde najčistejšie (99 %).
Spôsob výroby 2 z dreva
Na získanie 80 – 97 % buničiny sa používa drevná štiepka z ihličnatých stromov a chemikálie. Celá hmota sa premieša a podrobí tepelnému spracovaniu. V dôsledku varenia sa uvoľní požadovaná látka.
Zmiešaný hydrogénsiričitan vápenatý, oxid siričitý a drevná buničina. Celulóza vo výslednej zmesi nie je viac ako 50%. V dôsledku reakcie sa v kvapaline rozpúšťajú uhľovodíky a ligníny. Pevný materiál sa čistí.
Získajte hmotu pripomínajúcu nekvalitný papier. Tento materiál slúži ako základ na výrobu látok:
- Ethers.
- Celophane.
- Viskózové vlákno.
Čo sa vyrába z cenného materiálu?
Štruktúra celulózy je vláknitá, čo umožňuje vyrábať z nej oblečenie. Bavlnený materiál je z 99,8% prírodný produkt získaný vyššie uvedenou prírodnou metódou. Môže sa použiť aj na výrobu výbušnín v dôsledku chemickej reakcie. Celulóza je aktívna, keď sú na ňu aplikované kyseliny.
Vlastnosti celulózy sú použiteľné pri výrobe látok. Vyrábajú sa z nej teda umelé vlákna, ktoré na pohľad a dotyk pripomínajú prírodné látky:
- viskózové a acetátové vlákna;
- umelá kožušina;
- medený amoniakový hodváb.
Vyrába sa hlavne z drevnej buničiny:
- laky;
- fotografický film;
- papierové výrobky;
- plasty;
- hubky na umývanie riadu;
- bezdymový prášok.
V dôsledku chemickej reakcie z celulózy získate:
- trinitrocelulóza;
- dinitrovlákno;
- glukóza;
- kvapalné palivo.
V potravinách možno použiť aj celulózu. Niektoré rastliny (zeler, šalát, otruby) obsahujú jeho vlákninu. Slúži aj ako materiál na výrobu škrobu. Už sme sa z nej naučili vyrábať tenké nite - umelá pavučina je veľmi pevná a nenaťahuje sa.
Chemický vzorec celulózy je C6H10O5. Je to polysacharid. Je vyrobený z:
- medicínska bavlna;
- bandages;
- tampony;
- kartón, drevotrieska;
- prísada do potravín E460.
Cnosti substancie
Dužina vydrží vysoké teploty až do 200 stupňov. Molekuly sa nerozkladajú, čo umožňuje vyrábať z nich opakovane použiteľný plastový riad. Zároveň je zachovaná dôležitá vlastnosť - elasticita.
Celulóza odoláva dlhodobému pôsobeniu kyselín. Absolútne nerozpustný vo vode. Nestrávené ľudským telom, používa sa ako sorbent.
Mikrokryštalická celulóza sa používa v alternatívnej medicíne ako prostriedok na čistenie tráviaceho traktu. Prášková látka pôsobí ako potravinová prísada na zníženie obsahu kalórií v konzumovaných pokrmoch. To pomáha odstraňovať toxíny, znižovať hladinu cukru v krvi a cholesterol.
Výrobná metóda 3 – Priemyselná
V miestach výroby sa dužina pripravuje varením v rôznych prostrediach. Použitý materiál závisí od typu činidla - druh dreva:
- Živové horniny.
- Rozhodnuté stromy.
- Rastliny.
Existuje niekoľko typov varných činidiel:
- Kyslé prostredie. V opačnom prípade sa metóda označuje ako sulfitová. Ako roztok sa používa soľ kyseliny sírovej alebo jej kvapalná zmes. Pri tejto možnosti výroby sa celulóza izoluje z ihličnatých druhov. Jedľa a smrek sú dobre spracované.
- Alkalické médium alebo metóda sódy je založená na použití hydroxidu sodného. Roztok dobre oddeľuje celulózu od rastlinných vlákien (stopky kukurice) a stromov (hlavnetvrdé drevo).
- Pri sulfátovej metóde sa používa súčasné použitie hydroxidu sodného a sulfidu sodného. Široko sa zavádza do výroby sulfidu bieleho lúhu. Táto technológia je dosť negatívna pre životné prostredie v dôsledku výsledných chemických reakcií tretích strán.
Posledná metóda je najbežnejšia kvôli jej všestrannosti: dužinu možno získať takmer z každého stromu. Čistota materiálu však po jednom vare nie je celkom vysoká. Nečistoty sa zbavia dodatočných reakcií:
- hemicelulózy sa odstraňujú alkalickými roztokmi;
- Makromolekuly lignínu a produkty ich deštrukcie sa odstraňujú chlórom s následným spracovaním alkáliou.
Výživová hodnota
Škrob a celulóza majú podobnú štruktúru. V dôsledku experimentov bolo možné získať životne dôležitý produkt z nepožívateľných vlákien. Neustále potrebuje človeka. Jedlo, ktoré jete, obsahuje viac ako 20 % škrobu.
Vedcom sa podarilo získať amylózu z celulózy, ktorá má pozitívny vplyv na stav ľudského tela. Súčasne sa počas reakcie uvoľňuje glukóza. Ukazuje sa, že výroba je bezodpadová - posledná látka sa posiela na výrobu etanolu. Amylóza slúži aj ako prostriedok prevencie obezity.
V dôsledku reakcie zostáva celulóza v pevnom stave a usadzuje sa na dne nádoby. Zvyšné zložky sa odstránia pomocou magnetických nanočastíc alebo sa rozpustia a odstránia s kvapalinou.
Typy látok v predaji
Dodávatelia ponúkajú buničinu rôznej kvality za rozumné ceny. Uvádzame hlavné typy materiálov:
- Sulfátová biela celulóza, vyrobená z dvoch druhov dreva: ihličnatého a tvrdého dreva. V obalových materiáloch sa používa nebielený materiál, nekvalitný papier na izolačné materiály a iné účely.
- Sulfit je dostupný aj v bielej farbe, vyrobený z ihličnatých stromov.
- Biely práškový materiál vhodný na výrobu medicínskych substancií.
- Celulóza prémiovej kvality sa vyrába bielením bez chlóru. Ako surovina sa berú ihličnany. Drevovinu tvorí kombinácia smrekovej a borovicovej štiepky v pomere 20/80 %. Čistota výsledného materiálu je najvyššia. Je vhodný na výrobu sterilných materiálov používaných v medicíne.
Na výber vhodnej buničiny sa používajú štandardné kritériá: čistota materiálu, pevnosť v ťahu, dĺžka vlákna, index odolnosti proti roztrhnutiu. Chemický stav alebo agresivita vodného extrakčného média a vlhkosť sú tiež kvantitatívne indikované. Pre buničinu dodávanú ako bielenú surovinu platia ďalšie parametre: špecifický objem, belosť, voľnosť, pevnosť v ťahu, čistota.
Dôležitým ukazovateľom hmotnosti celulózy je index odolnosti proti roztrhnutiu. Od toho závisí účel vyrobených materiálov. Do úvahy sa berie druh dreva použitého ako surovina a vlhkosť. Tiež dôležitéhladiny živice a tuku. Rovnomernosť prášku je dôležitá pre určité procesné aplikácie. Na podobné účely sa hodnotí húževnatosť a pevnosť v roztrhnutí materiálu vo forme plechov.
