Giới thiệu về bông và xenlulo
Bông, một loại sợi tự nhiên có nguồn gốc từ cây bông, có thành phần chủ yếu là xenlulo. Cellulose, một loại carbohydrate phức tạp, là thành phần chính của thành tế bào ở thực vật, cung cấp hỗ trợ về cấu trúc. Chiết xuất cellulose tinh khiết từ bông bao gồm việc tách các sợi cellulose khỏi các thành phần khác của cây bông, chẳng hạn như lignin, hemiaellulose và pectin.
Giải phẫu cây bông
Hiểu biết về giải phẫu của cây bông là rất quan trọng cho việc chiết xuất cellulose. Sợi bông là trichomes của hạt, phát triển từ các tế bào biểu bì của hạt bông. Những sợi này bao gồm chủ yếu là cellulose, với một lượng nhỏ protein, sáp và đường. Sợi bông mọc thành quả, là những viên nang bảo vệ bao bọc hạt.
Quy trình chiết xuất xenlulo
Thu hoạch: Quá trình bắt đầu bằng việc thu hoạch bông trưởng thành từ cây bông. Thu hoạch cơ học là phương pháp phổ biến nhất, trong đó máy móc loại bỏ quả khỏi cây.
Ginning: Sau khi thu hoạch, bông trải qua quá trình tỉa bông, tại đây hạt được tách ra khỏi sợi. Quá trình này bao gồm việc đưa bông qua máy gin để loại bỏ hạt khỏi sợi.
Làm sạch: Sau khi tách ra khỏi hạt, các sợi bông sẽ được làm sạch để loại bỏ các tạp chất như bụi bẩn, lá và các nguyên liệu thực vật khác. Bước này đảm bảo rằng cellulose chiết xuất có độ tinh khiết cao.
Chải thô: Chải thô là một quá trình cơ học giúp sắp xếp các sợi bông thành một mạng mỏng. Nó loại bỏ mọi tạp chất còn lại và căn chỉnh các sợi để chuẩn bị cho quá trình xử lý tiếp theo.
Khử keo: Sợi bông chứa các tạp chất tự nhiên như sáp, pectin và hemicellulose, được gọi chung là “gôm”. Khử keo bao gồm việc xử lý sợi bông bằng dung dịch kiềm hoặc enzyme để loại bỏ các tạp chất này.
Tẩy trắng: Tẩy trắng là một bước tùy chọn nhưng thường được sử dụng để làm sạch thêm các sợi xenlulo và tăng cường độ trắng của chúng. Các chất tẩy trắng khác nhau như hydrogen peroxide hoặc các dẫn xuất clo có thể được sử dụng trong quá trình này.
Mercerization: Mercerization bao gồm việc xử lý các sợi cellulose bằng dung dịch kiềm ăn da, điển hình là natri hydroxit. Quá trình này làm tăng độ bền, độ bóng và ái lực của sợi đối với thuốc nhuộm, khiến chúng phù hợp hơn cho các ứng dụng khác nhau.
Thủy phân bằng axit: Trong một số trường hợp, đặc biệt cho mục đích công nghiệp, thủy phân bằng axit có thể được sử dụng để tiếp tục phân hủy xenlulo thành các hạt nhỏ hơn, đồng đều hơn. Quá trình này bao gồm việc xử lý xenluloza bằng axit loãng trong các điều kiện được kiểm soát để thủy phân các liên kết glycosid, tạo ra chuỗi xenluloza ngắn hơn hoặc các tinh thể nano xenluloza.
Giặt và sấy khô: Sau quá trình xử lý hóa học, sợi xenlulo được rửa kỹ để loại bỏ bất kỳ hóa chất hoặc tạp chất còn sót lại nào. Sau đó, sợi được sấy khô đến độ ẩm mong muốn.
Ứng dụng của Cellulose nguyên chất
Cellulose tinh khiết thu được từ bông có ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau:
Dệt may: Sợi xenlulo được xe thành sợi và dệt thành vải may quần áo, hàng dệt gia dụng và các ứng dụng công nghiệp.
Giấy và bìa: Cellulose là thành phần chính của các sản phẩm giấy, bìa và bìa cứng.
Nhiên liệu sinh học: Cellulose có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu sinh học như ethanol thông qua các quá trình như thủy phân và lên men bằng enzym.
Công nghiệp thực phẩm và dược phẩm: Các dẫn xuất cellulose được sử dụng làm chất làm đặc, chất ổn định và chất nhũ hóa trong thực phẩm và dược phẩm.
Mỹ phẩm: Các dẫn xuất cellulose được sử dụng trong mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân vì đặc tính làm đặc và ổn định của chúng.
Việc chiết xuất cellulose tinh khiết từ bông bao gồm một loạt các quy trình cơ học và hóa học nhằm tách các sợi cellulose khỏi các thành phần khác của cây bông và tinh chế chúng. Hiểu biết về giải phẫu của cây bông và sử dụng các kỹ thuật thích hợp như tỉa, khử keo, tẩy trắng và làm bóng là điều cần thiết để thu được cellulose chất lượng cao. Xenlulo nguyên chất thu được từ bông có ứng dụng đa dạng trong các ngành công nghiệp, từ dệt may và sản xuất giấy đến nhiên liệu sinh học và dược phẩm, khiến nó trở thành nguồn tài nguyên thiên nhiên đa năng và có giá trị.
Thời gian đăng: 25-04-2024