ส่วนใดของฝ้ายที่ผลิตเซลลูโลสบริสุทธิ์ได้

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับฝ้ายและเซลลูโลส

ฝ้ายซึ่งเป็นเส้นใยธรรมชาติที่ได้มาจากต้นฝ้ายประกอบด้วยเซลลูโลสเป็นหลัก เซลลูโลสซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนเป็นองค์ประกอบหลักของผนังเซลล์ในพืช ทำหน้าที่รองรับโครงสร้าง การสกัดเซลลูโลสบริสุทธิ์จากฝ้ายเกี่ยวข้องกับการแยกเส้นใยเซลลูโลสออกจากส่วนประกอบอื่นๆ ของต้นฝ้าย เช่น ลิกนิน เฮมิเซลลูโลส และเพคติน

กายวิภาคศาสตร์พืชฝ้าย

การทำความเข้าใจกายวิภาคของต้นฝ้ายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสกัดเซลลูโลส เส้นใยฝ้ายคือไตรโครมของเมล็ดซึ่งพัฒนาจากเซลล์ผิวหนังชั้นนอกของเมล็ดฝ้าย เส้นใยเหล่านี้ประกอบด้วยเซลลูโลสเป็นส่วนใหญ่ โดยมีโปรตีน ไข และน้ำตาลในปริมาณเล็กน้อย เส้นใยฝ้ายเติบโตเป็นก้อนซึ่งเป็นแคปซูลป้องกันที่ห่อหุ้มเมล็ดไว้

กระบวนการสกัดเซลลูโลส

การเก็บเกี่ยว: กระบวนการเริ่มต้นด้วยการเก็บเกี่ยวก้อนสำลีที่โตเต็มที่จากต้นฝ้าย การเก็บเกี่ยวโดยใช้เครื่องจักรเป็นวิธีการทั่วไปที่ใช้กันมากที่สุด โดยเครื่องจักรจะดึงก้านออกจากต้น

Ginning: หลังการเก็บเกี่ยว ฝ้ายจะผ่านกระบวนการ Ginning โดยเมล็ดจะถูกแยกออกจากเส้นใย กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการส่งฝ้ายผ่านเครื่องจักรจินที่จะเอาเมล็ดออกจากเส้นใย

การทำความสะอาด: เมื่อแยกออกจากเมล็ดแล้ว เส้นใยฝ้ายจะถูกทำความสะอาดเพื่อขจัดสิ่งสกปรก เช่น สิ่งสกปรก ใบไม้ และวัสดุจากพืชอื่นๆ ขั้นตอนนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าเซลลูโลสที่สกัดได้มีความบริสุทธิ์สูง

การสาง: การสางเป็นกระบวนการทางกลที่จัดเส้นใยฝ้ายให้เป็นแผ่นบาง โดยจะขจัดสิ่งสกปรกที่หลงเหลืออยู่และจัดเรียงเส้นใยเพื่อเตรียมการสำหรับการแปรรูปต่อไป

การลอกกาว: เส้นใยฝ้ายมีสิ่งเจือปนตามธรรมชาติ เช่น ไข เพคติน และเฮมิเซลลูโลส ซึ่งเรียกรวมกันว่า "หมากฝรั่ง" การลอกกาวเกี่ยวข้องกับการบำบัดเส้นใยฝ้ายด้วยสารละลายอัลคาไลน์หรือเอนไซม์เพื่อขจัดสิ่งสกปรกเหล่านี้

การฟอกสี: การฟอกสีเป็นขั้นตอนเสริม แต่มักใช้เพื่อทำให้เส้นใยเซลลูโลสบริสุทธิ์และเพิ่มความขาวของเส้นใย อาจใช้สารฟอกขาวหลายชนิด เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรืออนุพันธ์ของคลอรีนในกระบวนการนี้

การ Mercerization: การ Mercerization เกี่ยวข้องกับการบำบัดเส้นใยเซลลูโลสด้วยสารละลายด่างกัดกร่อน ซึ่งโดยทั่วไปคือโซเดียมไฮดรอกไซด์ กระบวนการนี้จะเพิ่มความแข็งแรง ความมันวาว และความสัมพันธ์ของเส้นใยกับสีย้อม ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานต่างๆ มากขึ้น

การไฮโดรไลซิสของกรด: ในบางกรณี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม อาจใช้การไฮโดรไลซิสของกรดเพื่อสลายเซลลูโลสให้กลายเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กลงและสม่ำเสมอมากขึ้น กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการบำบัดเซลลูโลสด้วยกรดเจือจางภายใต้สภาวะควบคุมเพื่อไฮโดรไลซ์พันธะไกลโคซิดิก ทำให้เกิดสายโซ่เซลลูโลสที่สั้นกว่าหรือผลึกนาโนของเซลลูโลส

การซักและการอบแห้ง: หลังจากผ่านการบำบัดทางเคมี เส้นใยเซลลูโลสจะถูกล้างอย่างทั่วถึงเพื่อกำจัดสารเคมีหรือสิ่งเจือปนที่ตกค้าง ต่อจากนั้นเส้นใยจะถูกทำให้แห้งตามปริมาณความชื้นที่ต้องการ

การใช้เซลลูโลสบริสุทธิ์

เซลลูโลสบริสุทธิ์ที่ได้จากฝ้ายนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ:

สิ่งทอ: เส้นใยเซลลูโลสถูกปั่นเป็นเส้นด้ายและทอเป็นผ้าสำหรับเสื้อผ้า สิ่งทอที่บ้าน และการใช้งานทางอุตสาหกรรม

กระดาษและกระดาษแข็ง: เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบหลักของผลิตภัณฑ์กระดาษ กระดาษแข็ง และกระดาษแข็ง

เชื้อเพลิงชีวภาพ: เซลลูโลสสามารถเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ เช่น เอทานอล โดยผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การไฮโดรไลซิสของเอนไซม์และการหมัก

อุตสาหกรรมอาหารและยา: อนุพันธ์ของเซลลูโลสถูกใช้เป็นสารเพิ่มความข้น ความคงตัว และอิมัลซิไฟเออร์ในผลิตภัณฑ์อาหารและยา

เครื่องสำอาง: อนุพันธ์ของเซลลูโลสถูกนำมาใช้ในเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลเพื่อให้มีคุณสมบัติข้นและคงตัว

การสกัดเซลลูโลสบริสุทธิ์จากฝ้ายเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางกลและทางเคมีหลายชุดที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อแยกเส้นใยเซลลูโลสออกจากส่วนประกอบอื่นๆ ของต้นฝ้ายและทำให้บริสุทธิ์ การทำความเข้าใจกายวิภาคของต้นฝ้ายและใช้เทคนิคที่เหมาะสม เช่น การบด การลอกกาว การฟอกสี และการเมอร์เซอไรซ์ เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการได้รับเซลลูโลสคุณภาพสูง เซลลูโลสบริสุทธิ์ที่ได้จากฝ้ายมีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรม ตั้งแต่สิ่งทอและการผลิตกระดาษ ไปจนถึงเชื้อเพลิงชีวภาพและยา ทำให้เป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีประโยชน์และมีคุณค่า