วิธีรับเซลลูโลสจากฝ้าย

การสกัดเซลลูโลสจากฝ้ายเบื้องต้น:
ฝ้ายซึ่งเป็นเส้นใยธรรมชาติประกอบด้วยเซลลูโลสเป็นหลัก ซึ่งเป็นสายโซ่โพลีแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยหน่วยกลูโคส การสกัดเซลลูโลสจากฝ้ายเกี่ยวข้องกับการทำลายเส้นใยฝ้ายและขจัดสิ่งสกปรกเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เซลลูโลสบริสุทธิ์ เซลลูโลสที่สกัดได้นี้นำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น สิ่งทอ กระดาษ ยาและอาหาร

ขั้นตอนที่ 1: การเก็บเกี่ยวและการเตรียมฝ้ายล่วงหน้า:
การเก็บเกี่ยว: เส้นใยฝ้ายได้มาจากก้านของต้นฝ้าย เมื่อลูกบอลสุกและแตกออก เผยให้เห็นเส้นใยสีขาวที่ฟูอยู่ภายใน
การทำความสะอาด: หลังการเก็บเกี่ยว ฝ้ายจะผ่านกระบวนการทำความสะอาดเพื่อขจัดสิ่งสกปรก เช่น สิ่งสกปรก เมล็ดพืช และเศษใบไม้ เพื่อให้แน่ใจว่าเซลลูโลสที่สกัดได้มีความบริสุทธิ์สูง
การอบแห้ง: จากนั้นนำสำลีที่ทำความสะอาดแล้วไปตากให้แห้งเพื่อขจัดความชื้นส่วนเกิน การอบแห้งเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากสำลีเปียกสามารถนำไปสู่การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ซึ่งสามารถลดคุณภาพของเซลลูโลสได้

ขั้นตอนที่ 2: การประมวลผลทางกล:
การเปิดและทำความสะอาด: ฝ้ายแห้งผ่านกระบวนการทางกลเพื่อแยกเส้นใยและขจัดสิ่งสกปรกที่หลงเหลืออยู่ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเปิดก้อนสำลีแล้วส่งผ่านเครื่องที่จะทำความสะอาดและขยี้เส้นใยเพิ่มเติม
การสาง: การสางเป็นกระบวนการจัดแนวเส้นใยฝ้ายให้ขนานกันเพื่อสร้างเป็นแผ่นบาง ขั้นตอนนี้ช่วยในการบรรลุความสม่ำเสมอในการจัดเรียงเส้นใย ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการประมวลผลในภายหลัง
การวาดภาพ: ในการวาดภาพ เส้นใยที่ปลิวว่อนจะถูกยืดออกและลดความหนาลง ขั้นตอนนี้ช่วยให้แน่ใจว่าเส้นใยมีการกระจายและจัดเรียงอย่างสม่ำเสมอ ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและคุณภาพของผลิตภัณฑ์เซลลูโลสขั้นสุดท้าย

ขั้นตอนที่ 3: การแปรรูปทางเคมี (การเมอร์เซอไรซ์):
การเมอร์เซอไรเซชัน: การเมอร์เซอไรเซชันเป็นการบำบัดทางเคมีที่ใช้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติของเส้นใยเซลลูโลส รวมถึงความแข็งแรง ความแวววาว และความสัมพันธ์ของสีย้อมที่เพิ่มขึ้น ในกระบวนการนี้ เส้นใยฝ้ายจะได้รับการบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือด่างอื่นที่ความเข้มข้นและอุณหภูมิเฉพาะ
อาการบวม: การบำบัดด้วยด่างทำให้เส้นใยเซลลูโลสบวม ส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางและพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น การบวมนี้จะเผยให้เห็นกลุ่มไฮดรอกซิลบนพื้นผิวเซลลูโลสมากขึ้น ทำให้มีปฏิกิริยามากขึ้นสำหรับปฏิกิริยาเคมีในภายหลัง
การล้างและการทำให้เป็นกลาง: หลังจากการเมอร์เซอไรซ์ เส้นใยจะถูกล้างอย่างทั่วถึงเพื่อกำจัดด่างส่วนเกิน อัลคาไลจะถูกทำให้เป็นกลางโดยใช้สารละลายที่เป็นกรดเพื่อทำให้เซลลูโลสคงตัวและป้องกันปฏิกิริยาเคมีต่อไป

ขั้นตอนที่ 4: การทำเยื่อกระดาษ:
การละลายเซลลูโลส: เส้นใยฝ้ายที่ผ่านการชุบแล้วจะถูกนำไปบดเป็นเยื่อ จากนั้นจึงละลายในตัวทำละลายเพื่อแยกเซลลูโลส ตัวทำละลายทั่วไปที่ใช้สำหรับการละลายเซลลูโลส ได้แก่ N-methylmorpholine-N-ออกไซด์ (NMMO) และของเหลวไอออนิก เช่น 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([EMIM][OAc])
การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน: สารละลายเซลลูโลสที่ละลายจะถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกันเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสม่ำเสมอและสม่ำเสมอ ขั้นตอนนี้ช่วยให้ได้สารละลายเซลลูโลสที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งเหมาะสำหรับการแปรรูปต่อไป

ขั้นตอนที่ 5: การฟื้นฟู:
การตกตะกอน: เมื่อเซลลูโลสละลายแล้ว จะต้องสร้างใหม่จากตัวทำละลาย ซึ่งสามารถทำได้โดยการตกตะกอนสารละลายเซลลูโลสลงในอ่างที่ไม่ใช่ตัวทำละลาย สารที่ไม่ละลายน้ำจะทำให้เซลลูโลสเกิดการตกตะกอนอีกครั้งในรูปของเส้นใยหรือสารคล้ายเจล
การซักและการอบแห้ง: เซลลูโลสที่สร้างใหม่จะถูกล้างให้สะอาดเพื่อขจัดตัวทำละลายและสิ่งสกปรกที่ตกค้าง จากนั้นนำไปทำให้แห้งเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เซลลูโลสขั้นสุดท้ายในรูปของเส้นใย เกล็ด หรือผง ขึ้นอยู่กับการใช้งานที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 6: ลักษณะเฉพาะและการควบคุมคุณภาพ:
การวิเคราะห์: เซลลูโลสที่สกัดได้ผ่านเทคนิคการวิเคราะห์ต่างๆ เพื่อประเมินความบริสุทธิ์ น้ำหนักโมเลกุล ความตกผลึก และคุณสมบัติอื่นๆ เทคนิคต่างๆ เช่น การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD), สเปกโตรสโคปีอินฟราเรดแปลงฟูริเยร์ (FTIR) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) มักใช้ในการจำแนกลักษณะของเซลลูโลส
การควบคุมคุณภาพ: มีการใช้มาตรการควบคุมคุณภาพตลอดกระบวนการสกัดเพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอและการปฏิบัติตามมาตรฐานที่กำหนด พารามิเตอร์ เช่น ความเข้มข้นของตัวทำละลาย อุณหภูมิ และเวลาการประมวลผล จะได้รับการตรวจสอบและปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ได้เซลลูโลสคุณภาพตามที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 7: การใช้เซลลูโลส:
สิ่งทอ: เซลลูโลสที่สกัดจากฝ้ายพบว่ามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสิ่งทอเพื่อผลิตผ้า เส้นด้าย และเสื้อผ้า โดดเด่นด้วยความนุ่ม การดูดซับ และการระบายอากาศ
กระดาษและบรรจุภัณฑ์: เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตกระดาษ กระดาษแข็ง และวัสดุบรรจุภัณฑ์ ให้ความแข็งแรง ความทนทาน และความสามารถในการพิมพ์แก่ผลิตภัณฑ์เหล่านี้
ยา: อนุพันธ์ของเซลลูโลส เช่น เซลลูโลสอะซิเตตและไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลสถูกนำมาใช้ในสูตรทางเภสัชกรรม เช่น สารยึดเกาะ สารช่วยแตกตัว และสารควบคุมการปลดปล่อย
อาหารและเครื่องดื่ม: อนุพันธ์ของเซลลูโลส เช่น เมทิลเซลลูโลสและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเป็นสารเพิ่มความข้น ความคงตัว และอิมัลซิไฟเออร์ในผลิตภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่มต่างๆ

การสกัดเซลลูโลสจากฝ้ายเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน รวมถึงการเก็บเกี่ยว การบำบัดเบื้องต้น การประมวลผลทางกล การประมวลผลทางเคมี การทำเยื่อกระดาษ การสร้างใหม่ และการระบุลักษณะเฉพาะ แต่ละขั้นตอนมีความจำเป็นสำหรับการแยกเซลลูโลสบริสุทธิ์ที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ เซลลูโลสที่สกัดได้มีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น สิ่งทอ กระดาษ ยา และอาหาร ทำให้เป็นโพลีเมอร์ธรรมชาติที่มีคุณค่าและใช้งานได้หลากหลาย กระบวนการสกัดที่มีประสิทธิภาพและมาตรการควบคุมคุณภาพทำให้มั่นใจได้ว่าการผลิตเซลลูโลสคุณภาพสูงเหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย