Celulóza je derivátem dvou přírodních látek: dřeva a bavlny. V rostlinách plní důležitou funkci a dodává jim pružnost a pevnost.
Kde se látka nachází?
Celulóza je přírodní látka. Rostliny si ho dokážou vyrobit samy. Obsahuje: vodík, kyslík, uhlík.
Rostliny produkují cukr pod vlivem slunečního záření, je zpracováván buňkami a umožňuje vláknům odolávat vysoké zátěži větrem. Celulóza je látka, která se účastní procesu fotosyntézy. Pokud se na řez čerstvého stromu postříká cukrová voda, tekutina se rychle vstřebá.
Zahájení výroby buničiny. Tento přírodní způsob jeho získávání se bere jako základ pro výrobu bavlněné tkaniny v průmyslovém měřítku. Existuje několik metod, kterými se získává buničina různé kvality.
Výrobní metoda 1
Získávání celulózy probíhá přirozeně – ze semen bavlníku. Chloupky jsou sbírány automatizovanými mechanismy, ale rostlina vyžaduje dlouhou dobu růstu. Tkanina vyrobená tímto způsobem je považována za nejčistší.
Z dřevěných vláken lze buničinu získat rychleji. Kvalita je však u této metody mnohem horší. Tento materiál je vhodný pouze pro výrobu nevláknitého plastu, celofánu. Z takového materiálu lze také vyrábět umělá vlákna.
Přirozený příjem
Výroba celulózy z bavlníkových semen začíná oddělením dlouhých vláken. Tento materiál se používá k výrobě bavlněné tkaniny. Malé části, menší než 1,5 cm, se nazývají bavlněné chmýří.
Jsou vhodné pro výrobu buničiny. Smontované díly jsou vystaveny vysokotlakému ohřevu. Doba trvání procesu může být až 6 hodin. Před zahájením zahřívání materiálu se k němu přidá hydroxid sodný.
Výslednou látku je třeba umýt. K tomu se používá chlór, který zároveň bělí. Složení celulózy je u této metody nejčistší (99 %).
Metoda výroby 2 ze dřeva
K získání 80-97 % buničiny se používají jehličnaté dřevěné štěpky a chemikálie. Celá hmota se promíchá a podrobí tepelnému zpracování. V důsledku vaření se požadovaná látka uvolňuje.
Smíšený hydrogensiřičitan vápenatý, oxid siřičitý a dřevitá buničina. Celulóza ve výsledné směsi není více než 50 %. V důsledku reakce se v kapalině rozpouštějí uhlovodíky a ligniny. Pevný materiál se čistí.
Získejte hmotu připomínající nekvalitní papír. Tento materiál slouží jako základ pro výrobu látek:
- Ethers.
- Celophane.
- Viskózové vlákno.
Co se vyrábí z cenného materiálu?
Struktura celulózy je vláknitá, což umožňuje vyrábět z ní oblečení. Bavlněný materiál je z 99,8% přírodní produkt získaný výše uvedenou přírodní metodou. Může být také použit k výrobě výbušnin v důsledku chemické reakce. Celulóza je aktivní, když jsou na ni aplikovány kyseliny.
Vlastnosti celulózy jsou použitelné pro výrobu tkanin. Vyrábějí se z něj tedy umělá vlákna, která svým vzhledem i dotekem připomínají přírodní tkaniny:
- viskózová a acetátová vlákna;
- umělá kožešina;
- měděné čpavkové hedvábí.
Vyrobeno hlavně z buničiny:
- laky;
- fotografický film;
- papírové výrobky;
- plasty;
- houby na mytí nádobí;
- bezdýmný prášek.
V důsledku chemické reakce z celulózy získáte:
- trinitrocelulóza;
- dinitrovlákno;
- glukóza;
- kapalné palivo.
V potravinách lze také použít celulózu. Některé rostliny (celer, salát, otruby) obsahují jeho vlákninu. Slouží také jako materiál pro výrobu škrobu. Už jsme se z něj naučili vyrábět tenké nitě - umělá pavučina je velmi pevná a nenatahuje se.
Chemický vzorec celulózy je C6H10O5. Je to polysacharid. Je vyroben z:
- lékařská bavlna;
- bandáže;
- tampony;
- karton, dřevotříska;
- přísada do potravin E460.
Ctnosti substance
Vazba buničiny odolá vysokým teplotám až 200 stupňů. Molekuly se nerozpadají, což umožňuje vyrábět z nich opakovaně použitelné plastové nádobí. Zároveň je zachována důležitá vlastnost - elasticita.
Celulóza odolává dlouhodobému působení kyselin. Absolutně nerozpustný ve vodě. Lidské tělo nestráví, používá se jako sorbent.
Mikrokrystalická celulóza se používá v alternativní medicíně jako prostředek pro čištění trávicího traktu. Prášková látka působí jako potravinářská přísada ke snížení obsahu kalorií v konzumovaných pokrmech. To pomáhá odstranit toxiny, snížit hladinu cukru v krvi a cholesterol.
Výrobní metoda 3 – průmyslová
Ve výrobních závodech se buničina připravuje vařením v různých prostředích. Použitý materiál závisí na typu činidla - druh dřeva:
- Pryskyřičné horniny.
- Rozhodné stromy.
- Rostliny.
Existuje několik typů varných činidel:
- Kyselé prostředí. Jinak se metoda označuje jako sulfitová. Jako roztok se používá sůl kyseliny siřičité nebo její kapalná směs. Při této možnosti výroby se celulóza izoluje z jehličnatých druhů. Jedle a smrk jsou dobře zpracované.
- Metoda alkalického média neboli soda je založena na použití hydroxidu sodného. Roztok dobře odděluje celulózu od rostlinných vláken (stébla kukuřice) a stromů (hlavnětvrdé dřevo).
- V sulfátové metodě se používá současné použití hydroxidu sodného a sulfidu sodného. Je široce zaváděn do výroby sulfidu bílého louhu. Tato technologie je zcela negativní pro životní prostředí kvůli výsledným chemickým reakcím třetích stran.
Poslední metoda je nejběžnější kvůli své všestrannosti: dužinu lze získat téměř z jakéhokoli stromu. Čistota materiálu však po jednom varu není úplně vysoká. Nečistoty se zbaví dalších reakcí:
- hemicelulózy se odstraňují alkalickými roztoky;
- Makromolekuly ligninu a produkty jejich rozkladu jsou odstraněny chlórem s následným ošetřením alkálií.
Výživová hodnota
Škrob a celulóza mají podobnou strukturu. V důsledku experimentů bylo možné získat životně důležitý produkt z nepoživatelných vláken. Neustále potřebuje člověka. Jídlo, které jíte, obsahuje více než 20 % škrobu.
Vědcům se podařilo získat z celulózy amylózu, která má pozitivní vliv na stav lidského těla. Zároveň se při reakci uvolňuje glukóza. Ukazuje se, že výroba je bezodpadová - poslední látka se posílá na výrobu etanolu. Amylóza také slouží jako prostředek prevence obezity.
V důsledku reakce zůstává celulóza v pevném stavu a usazuje se na dně nádoby. Zbývající složky jsou odstraněny pomocí magnetických nanočástic nebo rozpuštěny a odstraněny s kapalinou.
Typy látek v prodeji
Dodavatelé nabízejí buničinu různé kvality za rozumné ceny. Uvádíme hlavní typy materiálů:
- Sulfátová bílá celulóza, vyrobená ze dvou druhů dřeva: jehličnatého a tvrdého dřeva. V obalovém materiálu se používá nebělený materiál, nekvalitní papír pro izolační materiály a další použití.
- Sufitit je k dispozici také v bílé barvě, vyrobený z jehličnatých stromů.
- Bílý práškový materiál vhodný pro výrobu lékařských substancí.
- Celulóza prémiové kvality se vyrábí bělením bez použití chlóru. Jako surovina se berou jehličnany. Dřevovinu tvoří kombinace smrkové a borovicové štěpky v poměru 20/80 %. Čistota výsledného materiálu je nejvyšší. Je vhodný pro výrobu sterilních materiálů používaných v lékařství.
Pro výběr vhodné buničiny se používají standardní kritéria: čistota materiálu, pevnost v tahu, délka vlákna, index odolnosti proti roztržení. Chemický stav nebo agresivita vodného extrakčního média a vlhkost jsou také kvantitativně indikovány. Pro buničinu dodávanou jako bělený papír platí další parametry: měrný objem, jas, odvodnění, pevnost v tahu, čistota.
Důležitým ukazatelem hmotnosti celulózy je index odolnosti proti roztržení. Na tom závisí účel vyrobených materiálů. Zohledňuje se druh dřeva použitého jako surovina a vlhkost. Také důležitéúrovně pryskyřice a tuku. Pro určité procesní aplikace je důležitá rovnoměrnost prášku. Pro podobné účely se vyhodnocuje houževnatost a pevnost v roztržení materiálu ve formě plechů.
