सेलूलोज़ भौतिक और रासायनिक गुण। तकनीकी सेलुलोज और उसका अनुप्रयोग

सेल्यूलोज- सबसे आम प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड में से एक, मुख्य घटक और प्लांट सेल की दीवारों की मुख्य संरचनात्मक सामग्री। कपास के बीजों के रेशों में सेल्यूलोज की मात्रा 95-99.5%, बास्ट फाइबर (सन, जूट, रेमी) में 60-85%, लकड़ी के ऊतकों में (पेड़ की प्रजातियों, इसकी उम्र, बढ़ती परिस्थितियों के आधार पर) 30-55% होती है। हरी पत्तियों, घास, निचले पौधों में 10-25%। लगभग एक व्यक्तिगत अवस्था में, सेल्युलोज जीनस के बैक्टीरिया में पाया जाता है एसीटोबैक्टर... अधिकांश पौधों की कोशिका भित्ति में सेलूलोज़ साथी अन्य संरचनात्मक पॉलीसेकेराइड होते हैं जो संरचना में भिन्न होते हैं और कहलाते हैं हेमिकेलुलोज- जाइलन, मन्नान, गैलेक्टन, अरबन, आदि (खंड "हेमिकेलुलोज" देखें), साथ ही गैर-कार्बोहाइड्रेट पदार्थ (लिग्निन सुगंधित संरचना, सिलिकॉन डाइऑक्साइड, राल पदार्थ, आदि का एक स्थानिक बहुलक है)।

सेलूलोज़ सेल की दीवार और पौधे के ऊतकों की यांत्रिक शक्ति को समग्र रूप से निर्धारित करता है। पादप कोशिका की धुरी के संबंध में सेल्यूलोज फाइबर का वितरण और अभिविन्यास लकड़ी के उदाहरण के लिए चित्र 1 में दिखाया गया है। कोशिका भित्ति का सबमाइक्रोन संगठन भी वहाँ प्रस्तुत किया जाता है।

एक परिपक्व लकड़ी की कोशिका की दीवार में, एक नियम के रूप में, प्राथमिक और माध्यमिक झिल्ली शामिल हैं (चित्र 1)। उत्तरार्द्ध में तीन परतें होती हैं - बाहरी, मध्य और आंतरिक।

प्राथमिक खोल में, प्राकृतिक सेल्यूलोज फाइबर बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित होते हैं और एक नेटवर्क संरचना बनाते हैं ( बिखरी हुई बनावट) द्वितीयक आवरण में सेल्यूलोज फाइबर मुख्य रूप से एक दूसरे के समानांतर उन्मुख होते हैं, जिससे पौधे की सामग्री की उच्च तन्यता ताकत होती है। द्वितीयक शेल में सेल्युलोज के पोलीमराइजेशन और क्रिस्टलीयता की डिग्री प्राथमिक की तुलना में अधिक होती है।

परत में एस 1 द्वितीयक खोल (चित्र। 1, 3 ) सेल्युलोज फाइबर की दिशा परत में सेल अक्ष के लगभग लंबवत होती है एस 2 (चित्र। 1, 4 ) वे कोशिका अक्ष के साथ एक न्यून (5-30) कोण बनाते हैं। एक परत में तंतुओं का उन्मुखीकरण एस 3 अत्यधिक परिवर्तनशील है और आसन्न ट्रेकिड्स में भी भिन्न हो सकता है। तो, स्प्रूस ट्रेकिड्स में, सेल्युलोज फाइबर और सेल अक्ष के पसंदीदा अभिविन्यास के बीच का कोण 30-60 से होता है, और अधिकांश पर्णपाती प्रजातियों के तंतुओं में - 50-80। परतों के बीच आरतथा एस 1 , एस 1 और एस 2 , एस 2 और एस 3, माध्यमिक खोल की मुख्य परतों की तुलना में तंतुओं के एक अलग सूक्ष्म अभिविन्यास के साथ संक्रमण क्षेत्र (लैमेला) होते हैं।

तकनीकी सेलुलोज एक रेशेदार अर्द्ध-तैयार उत्पाद है, जो गैर-सेल्यूलोज घटकों से पौधे के तंतुओं को साफ करके प्राप्त किया जाता है। सेल्युलोज को आमतौर पर फीडस्टॉक के प्रकार से कहा जाता है ( लकड़ी, कपास), लकड़ी से निष्कर्षण की विधि ( सल्फाइट, सल्फेट), साथ ही उद्देश्य से ( विस्कोस, एसीटेट, आदि).

प्राप्त

1.लकड़ी लुगदी उत्पादन तकनीकनिम्नलिखित ऑपरेशन शामिल हैं: लकड़ी से छाल निकालना (डिबार्किंग); लकड़ी के चिप्स प्राप्त करना; खाना पकाने के चिप्स (उद्योग में, खाना पकाने को सल्फेट या सल्फाइट विधि का उपयोग करके किया जाता है); छँटाई; विरंजन; सुखाने; काट रहा है।

सल्फाइट विधि।स्प्रूस की लकड़ी को कैल्शियम, मैग्नीशियम, सोडियम या अमोनियम बाइसल्फाइट के जलीय घोल से उपचारित किया जाता है, फिर तापमान 1.5-4 घंटों के भीतर 105-110C तक बढ़ा दिया जाता है, और इस तापमान पर 1-2 घंटे के लिए उबाला जाता है। फिर तापमान 135-150С तक बढ़ा दिया जाता है और 1-4 घंटे तक पकाया जाता है। इस मामले में, लकड़ी के सभी गैर-सेल्युलोसिक घटक (मुख्य रूप से लिग्निन और हेमिकेलुलोज) एक घुलनशील अवस्था में चले जाते हैं, और डी-लिग्निनाइज्ड सेल्युलोज रहता है।

सल्फेट विधि।किसी भी लकड़ी की प्रजाति (साथ ही ईख) के चिप्स को खाना पकाने वाली शराब से उपचारित किया जाता है, जो सोडियम हाइड्रॉक्साइड और सोडियम सल्फाइड (NaOH + Na 2 S) का एक जलीय घोल है। 2-3 घंटों के भीतर, तापमान 165-180C तक बढ़ा दिया जाता है और इस तापमान पर 1-4 घंटे तक पकाया जाता है। घुलनशील अवस्था में परिवर्तित गैर-सेल्यूलोज घटकों को प्रतिक्रिया मिश्रण से हटा दिया जाता है, और सेल्यूलोज, अशुद्धियों से शुद्ध हो जाता है।

2.कपास का गूदाकपास लिंट से प्राप्त। उत्पादन प्रौद्योगिकीयांत्रिक सफाई, क्षारीय खाना पकाने (130-170С के तापमान पर 1-4% जलीय NaOH समाधान में) और विरंजन शामिल हैं। कपास सेलुलोज फाइबर के इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ चित्र 2 में दिखाए गए हैं।

3. बैक्टीरियल सेल्युलोजजीनस के बैक्टीरिया द्वारा संश्लेषित एसीटोबैक्टर... परिणामी जीवाणु सेलुलोज में एक उच्च आणविक भार और एक संकीर्ण आणविक भार वितरण होता है।

संकीर्ण आणविक भार वितरण को निम्नानुसार समझाया गया है। चूंकि कार्बोहाइड्रेट जीवाणु कोशिका में समान रूप से प्रवेश करता है, परिणामस्वरूप सेल्यूलोज फाइबर की औसत लंबाई समय के साथ आनुपातिक रूप से बढ़ जाती है। इस मामले में, माइक्रोफाइबर (माइक्रोफाइब्रिल्स) के अनुप्रस्थ आयामों में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है। बैक्टीरियल सेल्युलोज फाइबर की औसत वृद्धि दर ~ 0.1 माइक्रोन / मिनट है, जो प्रति घंटे एक बैक्टीरिया सेल में 10 7 -10 8 ग्लूकोज अवशेषों के पोलीमराइजेशन से मेल खाती है। नतीजतन, औसतन, प्रत्येक जीवाणु कोशिका में, प्रति सेकंड अघुलनशील सेल्यूलोज फाइबर के बढ़ते सिरों से 10 3 ग्लूकोपाइरानोज इकाइयाँ जुड़ी होती हैं।

जीवाणु सेलुलोज के माइक्रोफाइबर तंतु के दोनों सिरों से दोनों सिरों तक समान दर से बढ़ते हैं। माइक्रोफाइब्रिल्स के अंदर मैक्रोमोलेक्यूलर चेन एंटीपैरलल स्थित हैं। अन्य प्रकार के सेलूलोज़ के लिए, ऐसा डेटा प्राप्त नहीं किया गया है। बैक्टीरियल सेल्युलोज फाइबर का एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ चित्र 3 में दिखाया गया है। तंतुओं को लगभग समान लंबाई और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र में देखा जाता है।

जिसमें ग्लूकोज अणु के अवशेष होते हैं और सभी पादप कोशिकाओं के खोल के निर्माण के लिए एक आवश्यक तत्व है। इसके अणुओं में तीन हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं और होते हैं। इसके कारण, यह गुणों का प्रदर्शन करता है।

सेल्यूलोज के भौतिक गुण

सेल्युलोज एक सफेद ठोस है जो बिना टूटे 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक पहुंच सकता है। लेकिन जब तापमान 275 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तो यह प्रज्वलित होने लगता है, जो दर्शाता है कि यह ज्वलनशील पदार्थों से संबंधित है।

यदि आप माइक्रोस्कोप के तहत सेलूलोज़ को देखते हैं, तो आप देखेंगे कि इसकी संरचना फाइबर द्वारा बनाई गई है जिसकी लंबाई 20 मिमी से अधिक नहीं है। सेल्युलोज फाइबर कई हाइड्रोजन बॉन्ड से जुड़े होते हैं, लेकिन उनकी शाखाएं नहीं होती हैं। यह सेल्यूलोज को सबसे बड़ी ताकत और लोच देता है।

सेलूलोज़ के रासायनिक गुण

सेल्यूलोज बनाने वाले ग्लूकोज अणुओं के अवशेष कब बनते हैं। हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया में सल्फ्यूरिक एसिड और आयोडीन सेल्यूलोज नीला रंग, और सिर्फ आयोडीन - भूरा।

सेल्यूलोज के साथ कई प्रतिक्रियाएं होती हैं जिसमें नए अणु बनते हैं। नाइट्रिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके, सेल्यूलोज नाइट्रोसेल्यूलोज में बदल जाता है। और एसिटिक एसिड की प्रक्रिया में, सेल्यूलोज ट्राइसेटेट बनता है।

सेलूलोज़ पानी में अघुलनशील है। इसका सबसे प्रभावी विलायक एक आयनिक तरल है।

सेल्यूलोज कैसे प्राप्त होता है?

लकड़ी में 50% सेल्यूलोज होता है। अभिकर्मकों के घोल में चिप्स को लंबे समय तक पकाने से, और फिर परिणामी घोल को शुद्ध करके, आप इसे इसके शुद्ध रूप में प्राप्त कर सकते हैं।

पल्प पकाने के तरीके अभिकर्मकों के प्रकार में भिन्न होते हैं। वे अम्लीय या क्षारीय हो सकते हैं। अम्लीय अभिकर्मकों में सल्फ्यूरस अम्ल होता है और निम्न-रालीय वृक्षों से सेल्यूलोज प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। क्षारीय अभिकर्मक दो प्रकार के होते हैं: सोडियम और सल्फेट। सोडियम अभिकर्मकों के लिए धन्यवाद, सेल्यूलोज पर्णपाती पेड़ों और वार्षिक पौधों से प्राप्त किया जा सकता है। लेकिन इस अभिकर्मक का उपयोग करना, सेलूलोज़ बहुत महंगा है, इसलिए सोडियम अभिकर्मकों का शायद ही कभी उपयोग किया जाता है या बिल्कुल भी उपयोग नहीं किया जाता है।

सेल्युलोज के उत्पादन की सबसे आम विधि सल्फेट अभिकर्मकों पर आधारित विधि है। सोडियम सल्फेट सफेद शराब का आधार है, जो एक अभिकर्मक के रूप में प्रयोग किया जाता है और किसी भी पौधे सामग्री से सेलूलोज़ प्राप्त करने के लिए उपयुक्त है।

सेल्युलोज का उपयोग

सेलूलोज़ और इसके एस्टर का उपयोग कृत्रिम फाइबर, रेयान और एसीटेट बनाने के लिए किया जाता है। लकड़ी के गूदे का उपयोग कई तरह की चीजें बनाने के लिए किया जाता है: कागज, प्लास्टिक, विस्फोटक उपकरण, वार्निश आदि।

सेल्युलोज (फाइबर) में कई लाभकारी गुण होते हैं। माइक्रोक्रिस्टलाइन सेलुलोज (MCC), कपास के रेशों से सफाई और बारीक पीसकर प्राप्त किया जाता है, पाचन एंजाइमों द्वारा अवक्रमित नहीं होता है और यह बहुत हीड्रोस्कोपिक होता है। एक बार जठरांत्र संबंधी मार्ग में, यह भूख को कम करता है, विषाक्त पदार्थों को अवशोषित करता है, आंतों को साफ और उत्तेजित करता है। इससे वजन घटाने और शरीर की सफाई के लिए सेल्यूलोज का उपयोग होने लगा। आप निम्न प्रकार से एमसीसी की मदद से अपना वजन कम कर सकते हैं।

आपको चाहिये होगा

• माइक्रोक्रिस्टलाइन सेलुलोज टैबलेट

निर्देश

दैनिक खुराक और दवा लेने की अवधि के आधार पर एमसीसी गोलियों की आवश्यक संख्या की गणना करें। पहले दिनों में, खुराक 10 गोलियों से अधिक नहीं होनी चाहिए, जिसे 3 खुराक में विभाजित किया जाता है, फिर धीरे-धीरे बढ़ाकर 20-30 टैबलेट कर दिया जाता है। प्रति दिन 50 एमसीसी टैबलेट से अधिक न हो। ध्यान देने योग्य प्रभाव के लिए, दवा का उपयोग कम से कम 3 से 4 सप्ताह तक किया जाना चाहिए।

सेल्युलोज पेट और आंतों में न केवल हानिकारक, बल्कि उपयोगी पदार्थों को भी अवशोषित करता है, जिससे विटामिन और ट्रेस तत्वों की कमी हो जाती है। इसलिए, मल्टीविटामिन और फार्मेसी में खरीदें। एमसीसी सेवन के दौरान उन्हें एनोटेशन के अनुसार लें।

अपने लिए एक उपयुक्त लो-कैलोरी आहार खोजें, जिसमें प्रति दिन 1,000 से 1,500 किलो कैलोरी से अधिक न हो। कम से कम न्यूनतम शारीरिक व्यायाम विकसित करें। उदाहरण के लिए, सुबह की हल्की एक्सरसाइज करें और ज्यादा चलें। केवल माइक्रोक्रिस्टलाइन सेलुलोज पर वजन कम करना, वसायुक्त और मीठा खाना और एक नरम सोफे पर दीवार बनाना, आप सफल नहीं होंगे।

सेल्यूलोज दो प्राकृतिक पदार्थों से प्राप्त होता है: लकड़ी और कपास। पौधों में, यह एक महत्वपूर्ण कार्य करता है, जिससे उन्हें लचीलापन और ताकत मिलती है।

पदार्थ कहाँ पाया जाता है?

सेल्युलोज एक प्राकृतिक पदार्थ है। पौधे स्वयं इसका उत्पादन करने में सक्षम हैं। संरचना में शामिल हैं: हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन।

सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर पौधे चीनी का उत्पादन करते हैं, इसे कोशिकाओं द्वारा संसाधित किया जाता है और तंतुओं को उच्च हवा के भार का सामना करने में सक्षम बनाता है। सेल्युलोज एक पदार्थ है जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में भाग लेता है। यदि ताजी लकड़ी के टुकड़े पर चीनी का पानी छिड़का जाता है, तो तरल जल्दी अवशोषित हो जाता है।

लुगदी का उत्पादन शुरू होता है। इसे प्राप्त करने का यह प्राकृतिक तरीका औद्योगिक पैमाने पर सूती कपड़े के उत्पादन के लिए आधार के रूप में लिया जाता है। ऐसी कई विधियाँ हैं जिनके द्वारा विभिन्न गुणों का गूदा प्राप्त किया जाता है।

निर्माण विधि # 1

सेल्यूलोज एक प्राकृतिक विधि द्वारा प्राप्त किया जाता है - कपास के बीज से। बाल स्वचालित तंत्र द्वारा एकत्र किए जाते हैं, लेकिन पौधे की लंबी अवधि की आवश्यकता होती है। इस तरह से तैयार किया गया कपड़ा सबसे साफ माना जाता है।

लकड़ी के रेशों से अधिक शीघ्रता से सेल्यूलोज प्राप्त किया जा सकता है। हालांकि, इस पद्धति के साथ, गुणवत्ता बहुत खराब है। यह सामग्री केवल गैर-रेशेदार प्लास्टिक, सिलोफ़न बनाने के लिए उपयुक्त है। साथ ही, ऐसी सामग्री से कृत्रिम रेशों का उत्पादन किया जा सकता है।

प्राकृतिक प्राप्ति

कपास के बीजों से सेल्यूलोज का उत्पादन लंबे रेशों को अलग करने से शुरू होता है। इस सामग्री का उपयोग सूती कपड़े बनाने के लिए किया जाता है। 1.5 सेमी से कम छोटे भागों को कहा जाता है

वे सेल्यूलोज के उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं। इकट्ठे भागों को उच्च दबाव में गर्म किया जाता है। प्रक्रिया में 6 घंटे तक लग सकते हैं। सामग्री को गर्म करना शुरू करने से पहले, इसमें सोडियम हाइड्रॉक्साइड मिलाया जाता है।

परिणामी पदार्थ को धोने की जरूरत है। इसके लिए क्लोरीन का इस्तेमाल किया जाता है, जो ब्लीच भी करता है। इस विधि के साथ सेल्यूलोज संरचना सबसे शुद्ध (99%) है।

लकड़ी से निर्माण विधि # 2

80-97% सेल्यूलोज प्राप्त करने के लिए, शंकुधारी चिप्स और रसायनों का उपयोग किया जाता है। पूरे द्रव्यमान को मिलाया जाता है और तापमान उपचार के अधीन किया जाता है। खाना पकाने के परिणामस्वरूप, आवश्यक पदार्थ निकलता है।

कैल्शियम बाइसल्फाइट, सल्फर डाइऑक्साइड और लकड़ी के गूदे को मिलाया जाता है। परिणामस्वरूप मिश्रण में सेल्यूलोज 50% से अधिक नहीं है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, हाइड्रोकार्बन और लिग्निन तरल में घुल जाते हैं। ठोस सामग्री एक सफाई चरण से गुजरती है।

एक द्रव्यमान प्राप्त होता है जो खराब गुणवत्ता वाले कागज जैसा दिखता है। यह सामग्री पदार्थों के निर्माण के आधार के रूप में कार्य करती है:

• एफिरोव।
• सिलोफ़न।
• विस्कोस फाइबर।

मूल्यवान सामग्री से क्या बनता है?

रेशेदार, जिससे इससे कपड़े बनाना संभव हो जाता है। सूती कपड़े 99.8% प्राकृतिक होते हैं, जो उपरोक्त प्राकृतिक विधि द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। इसका उपयोग रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप विस्फोटक बनाने के लिए भी किया जा सकता है। जब उस पर अम्ल लगाया जाता है तो सेल्यूलोज सक्रिय होता है।

सेल्यूलोज के गुण वस्त्रों के उत्पादन के लिए उपयोगी होते हैं। तो, इससे कृत्रिम रेशे बनाए जाते हैं, जो दिखने में और स्पर्श में प्राकृतिक कपड़ों से मिलते जुलते हैं:

• विस्कोस और;
• कृत्रिम फर;
• तांबा-अमोनिया रेशम।

मुख्य रूप से लकड़ी के गूदे का उपयोग निम्न बनाने के लिए किया जाता है:

• वार्निश;
• फ़ोटोग्राफिक फिल्म;
• कागज के सामान;
• प्लास्टिक;
• डिशवॉशिंग स्पंज;
• निर्धूम चूर्ण।

रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप सेल्यूलोज प्राप्त होता है:

• ट्रिनिट्रोसेल्यूलोज;
• डाइनिट्रोसेल्यूलोज;
• ग्लूकोज;
• तरल ईंधन।

सेल्युलोज का उपयोग भोजन में भी किया जा सकता है। कुछ पौधों (अजवाइन, सलाद पत्ता, चोकर) में इसके रेशे होते हैं। यह स्टार्च के उत्पादन के लिए एक सामग्री के रूप में भी कार्य करता है। हम पहले ही सीख चुके हैं कि इससे पतले धागों को कैसे बनाया जाता है - कृत्रिम जाल बहुत मजबूत होता है और खिंचता नहीं है।

सेल्युलोज का रासायनिक सूत्र C6H10O5 है। यह एक पॉलीसेकेराइड है। इसे बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है:

• चिकित्सा कपास ऊन;
• पट्टियाँ;
• टैम्पोन;
• कार्डबोर्ड, चिपबोर्ड;
• खाद्य योज्य E460।

पदार्थ के लाभ

सेल्युलोज 200 डिग्री तक के उच्च तापमान का सामना करने में सक्षम है। अणु नष्ट नहीं होते हैं, जिससे इससे पुन: प्रयोज्य प्लास्टिक टेबलवेयर बनाना संभव हो जाता है। इसी समय, एक महत्वपूर्ण गुण संरक्षित है - लोच।

सेल्युलोज एसिड के लंबे समय तक संपर्क का सामना कर सकता है। पानी में बिल्कुल अघुलनशील। यह मानव शरीर द्वारा पचता नहीं है, इसका उपयोग शर्बत के रूप में किया जाता है।

माइक्रोक्रिस्टलाइन सेलुलोज का उपयोग वैकल्पिक चिकित्सा में पाचन तंत्र क्लीनर के रूप में किया जाता है। ख़स्ता पदार्थ उपभोग किए गए भोजन की कैलोरी सामग्री को कम करने के लिए एक खाद्य योज्य के रूप में कार्य करता है। यह विषाक्त पदार्थों, निम्न रक्त शर्करा और कोलेस्ट्रॉल को खत्म करने में मदद करता है।

निर्माण विधि # 3 - औद्योगिक

उत्पादन स्थलों पर विभिन्न वातावरणों में पकाकर गूदा तैयार किया जाता है। प्रयुक्त सामग्री अभिकर्मक के प्रकार पर निर्भर करती है - लकड़ी का प्रकार:

• रालदार चट्टानें।
• पर्णपाती वृक्ष।
• पौधे।

खाना पकाने के अभिकर्मक कई प्रकार के होते हैं:

• अन्यथा, विधि को सल्फाइट कहा जाता है। सल्फ्यूरस एसिड नमक या इसके तरल मिश्रण को घोल के रूप में प्रयोग किया जाता है। इस उत्पादन विकल्प के साथ, सेल्यूलोज को शंकुधारी प्रजातियों से अलग किया जाता है। प्राथमिकी और स्प्रूस अच्छी तरह से संसाधित होते हैं।
• क्षारीय माध्यम या सोडियम विधि सोडियम हाइड्रॉक्साइड के उपयोग पर आधारित है। समाधान सेल्यूलोज को पौधे के रेशों (मकई के डंठल) और पेड़ों (मुख्य रूप से पर्णपाती) से अच्छी तरह से अलग करता है।
• सल्फेट विधि में सोडियम हाइड्रॉक्साइड और सल्फाइड का एक साथ उपयोग किया जाता है। यह व्यापक रूप से सफेद शराब सल्फाइड उत्पादन में प्रयोग किया जाता है। परिणामी तृतीय-पक्ष रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण आसपास की प्रकृति के लिए प्रौद्योगिकी काफी नकारात्मक है।

बाद की विधि इसकी बहुमुखी प्रतिभा के कारण सबसे आम है: सेलूलोज़ लगभग किसी भी पेड़ से प्राप्त किया जा सकता है। हालांकि, एक काढ़ा के बाद सामग्री की शुद्धता पूरी तरह से अधिक नहीं होती है। अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं द्वारा अशुद्धियों का निपटान किया जाता है:

• हेमिकेलुलोज को क्षारीय समाधानों से हटा दिया जाता है;
• लिग्निन मैक्रोमोलेक्यूल्स और उनके विनाश के उत्पादों को क्लोरीन के साथ हटा दिया जाता है, इसके बाद क्षार के साथ उपचार किया जाता है।

पोषण मूल्य

स्टार्च और सेल्युलोज की संरचना समान होती है। प्रयोगों के परिणामस्वरूप, अखाद्य फाइबर से उत्पाद प्राप्त करना संभव था। मनुष्य को हर समय इसकी आवश्यकता होती है। खपत किए गए भोजन में 20% से अधिक स्टार्च होता है।

वैज्ञानिकों ने सेल्यूलोज से एमाइलोज प्राप्त करने में सफलता प्राप्त की है, जिसका मानव शरीर की स्थिति पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। वहीं, प्रतिक्रिया के दौरान ग्लूकोज निकलता है। यह एक बेकार उत्पादन होता है - अंतिम पदार्थ इथेनॉल के निर्माण के लिए भेजा जाता है। एमाइलोज मोटापे को रोकने के साधन के रूप में भी काम करता है।

प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, सेल्यूलोज एक ठोस अवस्था में रहता है, बर्तन के नीचे बस जाता है। शेष घटकों को चुंबकीय नैनोकणों की सहायता से हटा दिया जाता है, या वे घुल जाते हैं और तरल के साथ हटा दिए जाते हैं।

बिक्री पर पदार्थों के प्रकार

आपूर्तिकर्ता उचित मूल्य पर विभिन्न गुणों के गूदे की पेशकश करते हैं। आइए मुख्य प्रकार की सामग्री को सूचीबद्ध करें:

• सफेद सल्फेट सेल्युलोज, दो प्रकार की लकड़ी से निर्मित होता है: सॉफ्टवुड और दृढ़ लकड़ी। पैकेजिंग सामग्री, इन्सुलेशन और अन्य उद्देश्यों के लिए खराब गुणवत्ता वाले कागज में उपयोग की जाने वाली गैर-प्रक्षालित सामग्री है।
• बिक्री के लिए कोनिफर्स से बना एक सफेद सल्फाइट भी है।
• सफेद पाउडर सामग्री चिकित्सा पदार्थों के उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
• प्रीमियम सेल्युलोज का उत्पादन क्लोरीन मुक्त ब्लीचिंग का उपयोग करके किया जाता है। कोनिफर्स को कच्चे माल के रूप में लिया जाता है। लकड़ी के गूदे में 20/80% के अनुपात में स्प्रूस और पाइन चिप्स का संयोजन होता है। प्राप्त सामग्री की शुद्धता सबसे अधिक होती है। यह बाँझ चिकित्सा सामग्री के निर्माण के लिए उपयुक्त है।

उपयुक्त सेलूलोज़ का चयन करने के लिए, मानक मानदंड का उपयोग किया जाता है: सामग्री शुद्धता, तन्य शक्ति, फाइबर लंबाई, आंसू प्रतिरोध सूचकांक। पानी निकालने के माध्यम और आर्द्रता की रासायनिक अवस्था या आक्रामकता भी मात्रात्मक रूप से इंगित की जाती है। प्रक्षालित लुगदी के रूप में आपूर्ति की गई लुगदी के लिए, अन्य पैरामीटर लागू होते हैं: विशिष्ट मात्रा, चमक, पीस आकार, तन्य शक्ति, शुद्धता की डिग्री।

सेल्यूलोज के द्रव्यमान के लिए एक महत्वपूर्ण संकेतक आंसू प्रतिरोध सूचकांक है। उत्पादित सामग्री का उद्देश्य इस पर निर्भर करता है। प्रयुक्त कच्चे माल और नमी की मात्रा पर विचार करें। टार और वसा का स्तर भी महत्वपूर्ण है। कुछ निर्माण प्रक्रियाओं के लिए पाउडर एकरूपता महत्वपूर्ण है। समान उद्देश्यों के लिए, शीट सामग्री की कठोरता और फटने की ताकत का मूल्यांकन किया जाता है।

सेल्यूलोज (सी 6 एच 10 ओ 5) एन -प्राकृतिक बहुलक, पॉलीसेकेराइड, β-ग्लूकोज अवशेषों से युक्त, अणुओं में एक रैखिक संरचना होती है। ग्लूकोज अणु के प्रत्येक अवशेष में तीन हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, इसलिए यह पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के गुणों को प्रदर्शित करता है।

भौतिक गुण

सेल्युलोज एक रेशेदार पदार्थ है, न तो पानी में और न ही सामान्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील है, और हीड्रोस्कोपिक है। महान यांत्रिक और रासायनिक प्रतिरोध रखता है।

1. सेल्युलोज, या सेल्युलोज, पौधों का एक हिस्सा है, जो उनमें कोशिका झिल्ली बनाते हैं।

2. यहाँ से इसका नाम आता है (अक्षांश से। "सेलुल" - एक सेल)।

3. सेल्यूलोज पौधों को आवश्यक शक्ति और लोच देता है और जैसा कि उनका कंकाल था।

4. कपास के रेशों में 98% तक सेल्युलोज होता है।

5. सन और भांग के रेशे भी मुख्य रूप से सेल्यूलोज हैं; लकड़ी में, यह लगभग 50% है।

6. कागज, सूती कपड़े सेल्यूलोज उत्पाद हैं।

7. विशेष रूप से शुद्ध सेल्यूलोज के नमूने रूई और फिल्टर पेपर (चिपके नहीं) हैं।

8. प्राकृतिक सामग्री से पृथक सेल्युलोज एक ठोस रेशेदार पदार्थ है जो पानी में या सामान्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स में नहीं घुलता है।

रासायनिक गुण

1. सेल्युलोज एक पॉलीसेकेराइड है जो ग्लूकोज बनाने के लिए हाइड्रोलिसिस से गुजरता है:

(सी 6 एच 10 ओ 5) एन + एनएच 2 ओ → एनसी 6 एच 12 ओ 6

2. सेल्युलोज एक पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल है जो एस्टर के गठन के साथ एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है

(С 6 Н 7 О 2 (ОН) 3) n + 3nCH 3 COOH → 3nH 2 O + (С 6 7 О 2 (ОCOCH 3) 3) n

सेल्यूलोज ट्राईसेटेट

सेलूलोज़ एसीटेट - कृत्रिम बहुलक, एसीटेट रेशम, फिल्म (फिल्म), वार्निश के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

आवेदन

सेलूलोज़ का उपयोग बहुत विविध है। इसका उपयोग कागज, कपड़े, वार्निश, फिल्म, विस्फोटक, कृत्रिम रेशम (एसीटेट, विस्कोस), प्लास्टिक (सेल्युलाइड), ग्लूकोज और बहुत कुछ करने के लिए किया जाता है।

प्रकृति में सेल्यूलोज ढूँढना।

1. प्राकृतिक फाइबर में, सेल्यूलोज मैक्रोमोलेक्यूल्स एक दिशा में स्थित होते हैं: वे फाइबर अक्ष के साथ उन्मुख होते हैं।

2. मैक्रोमोलेक्यूल्स के हाइड्रॉक्सिल समूहों के बीच परिणामी कई हाइड्रोजन बांड इन तंतुओं की उच्च शक्ति के लिए जिम्मेदार हैं।

3. सूत, सन आदि की कताई की प्रक्रिया में इन तन्तुओं को लंबे धागों में बुना जाता है।

4. यह इस तथ्य के कारण है कि हालांकि इसमें मैक्रोमोलेक्यूल्स की एक रैखिक संरचना होती है, वे अधिक यादृच्छिक रूप से स्थित होते हैं, एक दिशा में उन्मुख नहीं होते हैं।

ग्लूकोज के विभिन्न चक्रीय रूपों से स्टार्च और सेलूलोज़ मैक्रोमोलेक्यूल्स का निर्माण उनके गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है:

1) स्टार्च एक महत्वपूर्ण मानव खाद्य उत्पाद है, इस उद्देश्य के लिए सेल्युलोज का उपयोग नहीं किया जा सकता है;

2) इसका कारण यह है कि स्टार्च के हाइड्रोलिसिस को बढ़ावा देने वाले एंजाइम सेल्यूलोज अवशेषों के बीच के बंधनों पर कार्य नहीं करते हैं।

हमारा सारा जीवन हम बड़ी संख्या में वस्तुओं से घिरे रहते हैं - कार्डबोर्ड बॉक्स, ऑफसेट पेपर, सिलोफ़न बैग, विस्कोस कपड़े, बांस के तौलिये और बहुत कुछ। लेकिन कम ही लोग जानते हैं कि इनके निर्माण में सेल्यूलोज का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। यह वास्तव में जादुई पदार्थ क्या है, जिसके बिना व्यावहारिक रूप से कोई भी आधुनिक औद्योगिक उद्यम नहीं कर सकता है? इस लेख में हम सेलूलोज़ के गुणों, विभिन्न क्षेत्रों में इसके उपयोग के साथ-साथ इसे किससे निकाला जाता है, और इसका रासायनिक सूत्र क्या है, के बारे में बात करेंगे। आइए मूल से शुरू करते हैं।

पदार्थ का पता लगाना

सेल्यूलोज फॉर्मूला की खोज फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंसलम पायने ने लकड़ी को उसके घटकों में अलग करने के प्रयोगों के दौरान की थी। वैज्ञानिक ने इसे नाइट्रिक एसिड से उपचारित करने के बाद पाया कि रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान कपास के समान एक रेशेदार पदार्थ बनता है। प्राप्त सामग्री के सावधानीपूर्वक विश्लेषण के बाद, पायन ने सेल्यूलोज का रासायनिक सूत्र प्राप्त किया - सी 6 एच 10 ओ 5। प्रक्रिया का विवरण 1838 में प्रकाशित हुआ था, और पदार्थ को 1839 में इसका वैज्ञानिक नाम मिला।

प्रकृति के उपहार

अब यह निश्चित रूप से ज्ञात है कि पौधों और जानवरों के लगभग सभी नरम भागों में कुछ मात्रा में सेल्यूलोज होता है। उदाहरण के लिए, पौधों को इस पदार्थ की आवश्यकता सामान्य वृद्धि और विकास के लिए, या यों कहें, नवगठित कोशिकाओं की झिल्लियों के निर्माण के लिए होती है। संरचना के संदर्भ में, यह पॉलीसेकेराइड से संबंधित है।

उद्योग में, एक नियम के रूप में, प्राकृतिक सेल्यूलोज शंकुधारी और पर्णपाती पेड़ों से निकाला जाता है - सूखी लकड़ी में इस पदार्थ का 60% तक होता है, साथ ही साथ कपास के कचरे को संसाधित करके, जिसमें लगभग 90% सेल्यूलोज होता है।

यह ज्ञात है कि यदि लकड़ी को निर्वात में गर्म किया जाता है, अर्थात हवा तक पहुंच के बिना, सेलूलोज़ थर्मल रूप से विघटित हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप एसीटोन, मिथाइल अल्कोहल, पानी, एसिटिक एसिड और चारकोल का निर्माण होगा।

ग्रह के समृद्ध वनस्पतियों के बावजूद, उद्योग के लिए आवश्यक रासायनिक फाइबर की मात्रा का उत्पादन करने के लिए जंगल अब पर्याप्त नहीं हैं - सेलूलोज़ का उपयोग बहुत व्यापक है। इसलिए, यह तेजी से पुआल, नरकट, मकई के डंठल, बांस और नरकट से काटा जाता है।

सिंथेटिक सेलुलोज कोयला, तेल, प्राकृतिक गैस और शेल से विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

जंगल से कार्यशालाओं तक

आइए लकड़ी से तकनीकी सेल्यूलोज के निष्कर्षण को देखें - यह एक जटिल, दिलचस्प और समय लेने वाली प्रक्रिया है। सबसे पहले, लकड़ी को उत्पादन में लाया जाता है, इसे बड़े टुकड़ों में काटा जाता है और छाल को हटा दिया जाता है।

फिर छिलके वाली सलाखों को चिप्स में संसाधित किया जाता है और छांटा जाता है, जिसके बाद उन्हें लाई में उबाला जाता है। इस प्रकार प्राप्त गूदे को क्षार से अलग किया जाता है, फिर सुखाया जाता है, काटा जाता है और शिपमेंट के लिए पैक किया जाता है।

रसायन विज्ञान और भौतिकी

इस तथ्य के अलावा कि यह एक पॉलीसेकेराइड है, सेलूलोज़ के गुणों को कौन से रासायनिक और भौतिक रहस्य छुपाते हैं? सबसे पहले यह पदार्थ सफेद होता है। अत्यधिक ज्वलनशील और अच्छी तरह से जलता है। यह कुछ धातुओं (तांबा, निकल) के हाइड्रॉक्साइड्स के साथ पानी के जटिल यौगिकों में घुल जाता है, अमाइन के साथ-साथ सल्फ्यूरिक और ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड में, जिंक क्लोराइड का एक केंद्रित समाधान।

सेल्युलोज उपलब्ध घरेलू सॉल्वैंट्स और साधारण पानी में नहीं घुलता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इस पदार्थ के लंबे तंतुमय अणु अजीबोगरीब बंडलों में जुड़े होते हैं और एक दूसरे के समानांतर स्थित होते हैं। इसके अलावा, यह पूरी "संरचना" हाइड्रोजन बांड के साथ प्रबलित होती है, यही वजह है कि एक कमजोर विलायक या पानी के अणु आसानी से अंदर प्रवेश नहीं कर सकते हैं और इस मजबूत जाल को नष्ट कर सकते हैं।

बेहतरीन धागे, जिनकी लंबाई 3 से 35 मिलीमीटर तक होती है, बंडलों में जुड़े होते हैं - इस तरह आप सेल्यूलोज की संरचना का योजनाबद्ध रूप से प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। कपड़ा उद्योग में लंबे रेशों का उपयोग किया जाता है, जबकि छोटे का उपयोग कागज और कार्डबोर्ड के निर्माण में किया जाता है।

सेल्युलोज पिघलता नहीं है और भाप में नहीं बदलता है, हालांकि, कम आणविक भार यौगिकों - हाइड्रोजन, मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड (कार्बन मोनोऑक्साइड) को छोड़ते हुए, 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म होने पर यह टूटना शुरू हो जाता है। 350 डिग्री सेल्सियस और उससे अधिक के तापमान पर, सेल्यूलोज जल जाता है।

अच्छे के लिए बदलाव

रासायनिक प्रतीकों में सेल्यूलोज का वर्णन इस प्रकार किया गया है, जिसका संरचनात्मक सूत्र स्पष्ट रूप से ग्लूकोसिडिक अवशेषों को दोहराते हुए एक लंबी-श्रृंखला बहुलक अणु दिखाता है। उनमें से एक बड़ी संख्या को इंगित करते हुए "एन" नोट करें।

वैसे, Anselm Payen के सेल्यूलोज फॉर्मूला में कुछ बदलाव हुए हैं। 1934 में, अंग्रेजी कार्बनिक रसायनज्ञ और नोबेल पुरस्कार विजेता वाल्टर नॉर्मन हॉवर्स ने स्टार्च, लैक्टोज और सेल्युलोज सहित अन्य शर्करा के गुणों का अध्ययन किया। इस पदार्थ की हाइड्रोलाइज़ करने की क्षमता की खोज करने के बाद, उन्होंने पायन के शोध में अपना समायोजन किया, और सेल्यूलोज सूत्र को "n" मान के साथ पूरक किया गया, जो ग्लाइकोसिडिक अवशेषों की उपस्थिति का संकेत देता है। फिलहाल यह इस तरह दिखता है: (सी 5 एच 10 ओ 5) एन।

सेलूलोज़ ईथर

यह महत्वपूर्ण है कि सेल्युलोज अणु में हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं जिन्हें विभिन्न एस्टर बनाने के लिए अल्काइलेटेड और एसाइलेटेड किया जा सकता है। यह सेल्युलोज के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक है। विभिन्न यौगिकों का संरचनात्मक सूत्र इस तरह दिख सकता है:

सेलूलोज़ ईथर सरल और जटिल होते हैं। सरल हैं मिथाइल, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल, कार्बोक्सिमिथाइल, एथिल, मिथाइल हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल और साइनोइथाइल सेलुलोज। जटिल नाइट्रेट्स, सल्फेट्स और सेल्युलोज एसीटेट, साथ ही एसिटोप्रोपियोनेट्स, एसिटाइलफथाइल सेल्युलोज और एसीटोब्यूटाइरेट्स हैं। ये सभी ईथर दुनिया के लगभग सभी देशों में प्रति वर्ष सैकड़ों-हजारों टन में उत्पादित होते हैं।

फिल्म से टूथपेस्ट तक

ये किसलिए हैं? एक नियम के रूप में, सेल्यूलोज ईथर व्यापक रूप से कृत्रिम फाइबर, विभिन्न प्लास्टिक, सभी प्रकार की फिल्मों (फोटोग्राफिक वाले सहित), वार्निश, पेंट के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है, और सैन्य उद्योग में ठोस रॉकेट ईंधन के निर्माण के लिए भी उपयोग किया जाता है, धुआं रहित पाउडर और विस्फोटक।

इसके अलावा, सेल्यूलोज ईथर प्लास्टर और जिप्सम-सीमेंट मिश्रण, कपड़े के रंग, टूथपेस्ट, विभिन्न चिपकने वाले, सिंथेटिक डिटर्जेंट, इत्र और सौंदर्य प्रसाधनों में शामिल हैं। एक शब्द में, यदि 1838 में सेल्यूलोज सूत्र की खोज नहीं की गई होती, तो आधुनिक लोगों ने सभ्यता के कई लाभों का आनंद नहीं लिया होता।

लगभग जुड़वां

कुछ सामान्य लोगों को पता है कि सेल्युलोज में एक तरह का डबल होता है। सेल्यूलोज और स्टार्च के सूत्र समान हैं, हालांकि, वे दो पूरी तरह से अलग पदार्थ हैं। क्या फर्क पड़ता है? इस तथ्य के बावजूद कि ये दोनों पदार्थ प्राकृतिक बहुलक हैं, स्टार्च के पोलीमराइजेशन की डिग्री सेल्युलोज की तुलना में बहुत कम है। और यदि आप गहराई में जाते हैं और इन पदार्थों की संरचनाओं की तुलना करते हैं, तो आप पा सकते हैं कि सेल्यूलोज मैक्रोमोलेक्यूल्स रैखिक रूप से और केवल एक दिशा में व्यवस्थित होते हैं, इस प्रकार फाइबर बनाते हैं, जबकि स्टार्च माइक्रोपार्टिकल्स थोड़ा अलग दिखते हैं।

अनुप्रयोग

व्यावहारिक रूप से शुद्ध सेलूलोज़ के सर्वोत्तम दृश्य उदाहरणों में से एक साधारण चिकित्सा कपास ऊन है। जैसा कि आप जानते हैं, यह पूरी तरह से परिष्कृत कपास से प्राप्त किया जाता है।

दूसरा, कोई कम इस्तेमाल किया जाने वाला सेल्युलोज उत्पाद कागज नहीं है। वास्तव में, यह सेल्यूलोज फाइबर की सबसे पतली परत है, जिसे ध्यान से दबाया जाता है और एक साथ चिपकाया जाता है।

इसके अलावा, सेल्यूलोज से विस्कोस कपड़े का उत्पादन किया जाता है, जो कारीगरों के कुशल हाथों में जादुई रूप से सुंदर कपड़े, असबाबवाला फर्नीचर के लिए असबाब और विभिन्न सजावटी ड्रेपरियों में बदल जाता है। इसके अलावा, विस्कोस का उपयोग तकनीकी बेल्ट, फिल्टर और टायर डोरियों के निर्माण के लिए किया जाता है।

आइए सिलोफ़न के बारे में न भूलें, जो विस्कोस से प्राप्त होता है। इसके बिना डाकघरों के सुपरमार्केट, दुकानों, पैकेजिंग विभागों की कल्पना करना मुश्किल है। सिलोफ़न हर जगह है: इसमें कैंडी लपेटी जाती है, इसमें अनाज और बेकरी उत्पाद पैक किए जाते हैं, साथ ही मोबाइल फोन से लेकर टीवी रिमोट कंट्रोल तक की गोलियां, चड्डी और कोई भी उपकरण।

इसके अलावा, शुद्ध माइक्रोक्रिस्टलाइन सेलुलोज वजन घटाने की गोलियों में शामिल है। एक बार पेट में, वे सूज जाते हैं और परिपूर्णता की भावना पैदा करते हैं। प्रति दिन खाए जाने वाले भोजन की मात्रा क्रमशः काफी कम हो जाती है, वजन कम हो जाता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, सेल्युलोज की खोज ने न केवल रासायनिक उद्योग में, बल्कि चिकित्सा में भी एक वास्तविक क्रांति ला दी।