പരുത്തിയിൽ നിന്ന് സെല്ലുലോസ് എങ്ങനെ ലഭിക്കും?

പരുത്തിയിൽ നിന്ന് സെല്ലുലോസ് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിനുള്ള ആമുഖം:
പരുത്തി, പ്രകൃതിദത്ത നാരുകൾ, പ്രധാനമായും സെല്ലുലോസ്, ഗ്ലൂക്കോസ് യൂണിറ്റുകൾ അടങ്ങിയ പോളിസാക്രറൈഡ് ശൃംഖലയാണ്. പരുത്തിയിൽ നിന്നുള്ള സെല്ലുലോസ് വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ പരുത്തി നാരുകൾ തകർക്കുകയും ശുദ്ധമായ സെല്ലുലോസ് ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കുന്നതിന് മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ വേർതിരിച്ചെടുത്ത സെല്ലുലോസിന് തുണിത്തരങ്ങൾ, പേപ്പർ, ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽസ്, ഭക്ഷണം തുടങ്ങിയ വ്യവസായങ്ങളിൽ വിവിധ പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്.

ഘട്ടം 1: പരുത്തിയുടെ വിളവെടുപ്പും പ്രീ-ട്രീറ്റ്മെൻ്റും:
വിളവെടുപ്പ്: പരുത്തി ചെടിയുടെ പോളകളിൽ നിന്നാണ് പരുത്തി നാരുകൾ ലഭിക്കുന്നത്. ബോളുകൾ പാകമാകുകയും പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, ഉള്ളിലെ നനുത്ത വെളുത്ത നാരുകൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു.
വൃത്തിയാക്കൽ: വിളവെടുപ്പിനുശേഷം, പരുത്തി അഴുക്ക്, വിത്തുകൾ, ഇലക്കഷണങ്ങൾ തുടങ്ങിയ മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി വൃത്തിയാക്കൽ പ്രക്രിയകൾക്ക് വിധേയമാകുന്നു. വേർതിരിച്ചെടുത്ത സെല്ലുലോസ് ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ളതാണെന്ന് ഇത് ഉറപ്പാക്കുന്നു.
ഉണക്കൽ: അധിക ഈർപ്പം നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി വൃത്തിയാക്കിയ പരുത്തി ഉണക്കിയെടുക്കുന്നു. നനഞ്ഞ പരുത്തി സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ വളർച്ചയ്ക്ക് കാരണമാകുമെന്നതിനാൽ ഉണങ്ങുന്നത് നിർണായകമാണ്, ഇത് സെല്ലുലോസിൻ്റെ ഗുണനിലവാരം കുറയ്ക്കും.

ഘട്ടം 2: മെക്കാനിക്കൽ പ്രോസസ്സിംഗ്:
തുറക്കലും വൃത്തിയാക്കലും: ഉണങ്ങിയ പരുത്തി നാരുകൾ വേർതിരിക്കുന്നതിനും ശേഷിക്കുന്ന മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനും മെക്കാനിക്കൽ പ്രോസസ്സിംഗിന് വിധേയമാകുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയിൽ കോട്ടൺ ബേലുകൾ തുറന്ന് നാരുകൾ കൂടുതൽ വൃത്തിയാക്കുകയും ഫ്ലഫ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്ന യന്ത്രങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നത് ഉൾപ്പെടുന്നു.
കാർഡിംഗ്: പരുത്തി നാരുകൾ സമാന്തരമായി വിന്യസിച്ച് നേർത്ത വെബ് രൂപപ്പെടുത്തുന്ന പ്രക്രിയയാണ് കാർഡിംഗ്. ഫൈബർ ക്രമീകരണത്തിൽ ഏകീകൃതത കൈവരിക്കാൻ ഈ ഘട്ടം സഹായിക്കുന്നു, ഇത് തുടർന്നുള്ള പ്രോസസ്സിംഗിന് നിർണായകമാണ്.
ഡ്രോയിംഗ്: ഡ്രോയിംഗിൽ, കാർഡഡ് നാരുകൾ നീളമേറിയതും നേർത്ത കട്ടിയുള്ളതുമാണ്. ഈ ഘട്ടം നാരുകൾ തുല്യമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുകയും വിന്യസിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അന്തിമ സെല്ലുലോസ് ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ ശക്തിയും ഗുണനിലവാരവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

ഘട്ടം 3: കെമിക്കൽ പ്രോസസ്സിംഗ് (മെർസറൈസേഷൻ):
മെഴ്‌സറൈസേഷൻ: സെല്ലുലോസ് നാരുകളുടെ ഗുണങ്ങൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു രാസ ചികിത്സയാണ് മെഴ്‌സറൈസേഷൻ, വർദ്ധിച്ച ശക്തി, തിളക്കം, ചായങ്ങളോടുള്ള അടുപ്പം എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, പരുത്തി നാരുകൾ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് (NaOH) അല്ലെങ്കിൽ മറ്റൊരു ആൽക്കലി ഒരു പ്രത്യേക സാന്ദ്രതയിലും താപനിലയിലും ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിക്കുന്നു.
വീക്കം: ആൽക്കലി ചികിത്സ സെല്ലുലോസ് നാരുകൾ വീർക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് അവയുടെ വ്യാസവും ഉപരിതല വിസ്തൃതിയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. ഈ വീക്കം സെല്ലുലോസ് ഉപരിതലത്തിൽ കൂടുതൽ ഹൈഡ്രോക്സൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളെ തുറന്നുകാട്ടുന്നു, ഇത് തുടർന്നുള്ള രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം നടത്തുന്നു.
കഴുകലും ന്യൂട്രലൈസേഷനും: മെർസറൈസേഷനുശേഷം, അധിക ക്ഷാരം നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി നാരുകൾ നന്നായി കഴുകുന്നു. സെല്ലുലോസിനെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിനും കൂടുതൽ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ തടയുന്നതിനുമായി ഒരു അസിഡിക് ലായനി ഉപയോഗിച്ച് ക്ഷാരത്തെ നിർവീര്യമാക്കുന്നു.

ഘട്ടം 4: പൾപ്പിംഗ്:
സെല്ലുലോസ് അലിയിക്കുന്നു: മെർസറൈസ് ചെയ്ത കോട്ടൺ നാരുകൾ പിന്നീട് പൾപ്പിംഗിന് വിധേയമാക്കുന്നു, അവിടെ സെല്ലുലോസ് വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ ഒരു ലായകത്തിൽ ലയിപ്പിക്കുന്നു. N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO), 1-ethyl-3-methylimidazolium അസറ്റേറ്റ് ([EMIM][OAc]) പോലുള്ള അയോണിക് ദ്രാവകങ്ങൾ എന്നിവ സെല്ലുലോസ് പിരിച്ചുവിടാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന സാധാരണ ലായകങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
ഏകതാനമാക്കൽ: ഏകതാനതയും സ്ഥിരതയും ഉറപ്പാക്കാൻ അലിഞ്ഞുപോയ സെല്ലുലോസ് ലായനി ഏകീകരിക്കപ്പെടുന്നു. കൂടുതൽ പ്രോസസ്സിംഗിന് അനുയോജ്യമായ ഒരു ഏകീകൃത സെല്ലുലോസ് പരിഹാരം കൈവരിക്കുന്നതിന് ഈ ഘട്ടം സഹായിക്കുന്നു.

ഘട്ടം 5: പുനരുജ്ജീവനം:
മഴ: സെല്ലുലോസ് അലിഞ്ഞുകഴിഞ്ഞാൽ, അത് ലായകത്തിൽ നിന്ന് പുനരുജ്ജീവിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്. സെല്ലുലോസ് ലായനി ഒരു നോൺ-സോൾവെൻ്റ് ബാത്തിലേക്ക് അടിഞ്ഞുകൂടിയാണ് ഇത് കൈവരിക്കുന്നത്. നോൺ-സോൾവെൻ്റ് സെല്ലുലോസിനെ നാരുകളുടെ രൂപത്തിൽ അല്ലെങ്കിൽ ജെൽ പോലെയുള്ള പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ രൂപത്തിൽ വീണ്ടും അടിഞ്ഞുകൂടാൻ കാരണമാകുന്നു.
കഴുകലും ഉണക്കലും: ശേഷിക്കുന്ന ലായകങ്ങളും മാലിന്യങ്ങളും നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി പുനരുജ്ജീവിപ്പിച്ച സെല്ലുലോസ് നന്നായി കഴുകുന്നു. ഉദ്ദേശിച്ച പ്രയോഗത്തെ ആശ്രയിച്ച്, നാരുകൾ, അടരുകൾ അല്ലെങ്കിൽ പൊടി എന്നിവയുടെ രൂപത്തിൽ അന്തിമ സെല്ലുലോസ് ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കുന്നതിന് ഇത് ഉണക്കുന്നു.

ഘട്ടം 6: സ്വഭാവവും ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണവും:
വിശകലനം: വേർതിരിച്ചെടുത്ത സെല്ലുലോസ് അതിൻ്റെ പരിശുദ്ധി, തന്മാത്രാ ഭാരം, ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റി, മറ്റ് ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ വിലയിരുത്തുന്നതിന് വിവിധ വിശകലന സാങ്കേതിക വിദ്യകൾക്ക് വിധേയമാകുന്നു. എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ (എക്സ്ആർഡി), ഫോറിയർ ട്രാൻസ്ഫോം ഇൻഫ്രാറെഡ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (എഫ്ടിഐആർ), സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (എസ്ഇഎം) തുടങ്ങിയ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ സെല്ലുലോസ് സ്വഭാവത്തിന് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ക്വാളിറ്റി കൺട്രോൾ: എക്‌സ്‌ട്രാക്‌ഷൻ പ്രക്രിയയിലുടനീളം നിശ്ചിത മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിക്കുന്നതും സ്ഥിരതയുള്ളതും ഉറപ്പാക്കുന്നതിന് ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണ നടപടികൾ നടപ്പിലാക്കുന്നു. ലായക സാന്ദ്രത, താപനില, പ്രോസസ്സിംഗ് സമയം എന്നിവ പോലുള്ള പാരാമീറ്ററുകൾ നിരീക്ഷിക്കുകയും സെല്ലുലോസിൻ്റെ ആവശ്യമുള്ള ഗുണനിലവാരം കൈവരിക്കുന്നതിന് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഘട്ടം 7: സെല്ലുലോസിൻ്റെ പ്രയോഗങ്ങൾ:
തുണിത്തരങ്ങൾ: പരുത്തിയിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുത്ത സെല്ലുലോസ് തുണിത്തരങ്ങൾ, നൂലുകൾ, വസ്ത്രങ്ങൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിനായി ടെക്സ്റ്റൈൽ വ്യവസായത്തിൽ വിപുലമായ ഉപയോഗം കണ്ടെത്തുന്നു. മൃദുത്വം, ആഗിരണം, ശ്വസനക്ഷമത എന്നിവയ്ക്ക് ഇത് വിലമതിക്കുന്നു.
പേപ്പറും പാക്കേജിംഗും: പേപ്പർ, കാർഡ്ബോർഡ്, പാക്കേജിംഗ് സാമഗ്രികൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിലെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ് സെല്ലുലോസ്. ഇത് ഈ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് ശക്തി, ഈട്, പ്രിൻ്റ് ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് എന്നിവ നൽകുന്നു.
ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽസ്: സെല്ലുലോസ് അസറ്റേറ്റ്, ഹൈഡ്രോക്സിപ്രൊപൈൽ സെല്ലുലോസ് തുടങ്ങിയ സെല്ലുലോസ് ഡെറിവേറ്റീവുകൾ ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ ഫോർമുലേഷനുകളിൽ ബൈൻഡറുകൾ, വിഘടിപ്പിക്കലുകൾ, നിയന്ത്രിത-റിലീസ് ഏജൻ്റുകൾ എന്നിവയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഭക്ഷണവും പാനീയങ്ങളും: മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ്, കാർബോക്സിമെതൈൽ സെല്ലുലോസ് തുടങ്ങിയ സെല്ലുലോസ് ഡെറിവേറ്റീവുകൾ ഭക്ഷ്യ വ്യവസായത്തിൽ കട്ടിയാക്കൽ, സ്റ്റെബിലൈസറുകൾ, എമൽസിഫയറുകൾ എന്നിങ്ങനെ വിവിധ ഭക്ഷണ-പാനീയ ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പരുത്തിയിൽ നിന്ന് സെല്ലുലോസ് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിൽ വിളവെടുപ്പ്, പ്രീ-ട്രീറ്റ്മെൻ്റ്, മെക്കാനിക്കൽ പ്രോസസ്സിംഗ്, കെമിക്കൽ പ്രോസസ്സിംഗ്, പൾപ്പിംഗ്, പുനരുജ്ജീവനം, സ്വഭാവരൂപീകരണം എന്നിവ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഘട്ടങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പര ഉൾപ്പെടുന്നു. അഭികാമ്യമായ ഗുണങ്ങളുള്ള ശുദ്ധമായ സെല്ലുലോസ് വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ ഓരോ ഘട്ടവും അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. വേർതിരിച്ചെടുത്ത സെല്ലുലോസിന് ടെക്സ്റ്റൈൽസ്, പേപ്പർ, ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽസ്, ഫുഡ് തുടങ്ങിയ വ്യവസായങ്ങളിലുടനീളം വൈവിധ്യമാർന്ന പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്, ഇത് മൂല്യവത്തായതും വൈവിധ്യമാർന്നതുമായ പ്രകൃതിദത്ത പോളിമറാക്കി മാറ്റുന്നു. കാര്യക്ഷമമായ വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ പ്രക്രിയകളും ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണ നടപടികളും വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സെല്ലുലോസിൻ്റെ ഉത്പാദനം ഉറപ്പാക്കുന്നു.