اثر قلیا بر سلولز

اثر قلیا بر سلولز

اثر قلیا بر سلولز

سلولز مقاومت بسیار زیادی در مقابل قلیاها بالاخص در هیدروکسید سدیم در دمای بالا از خود نشان می دهد. با این حال می توان گفت که سلولز در مقابل قلیاهای قوی آسیب پذیر نیست. به همین خاطر یکی از فرایندهای مهم در صنایع سلولزی فرآیند قلیایی نمودن(مرسریزاسیون) سلولز است.

تورم مولکولی سلولز نه تنها از نظر خواص شیمیایی آن، بلکه از نظر خواص فیزیکی نیز حائز اهمیت بوده و در مشاهده تصاویر میکروسکوپی معین است که سلولز حالت طبیعی خود را از دست داده و الیاف ضخیم تر و کوتاه تر شده اند. شکی نیست که سلولز واحدهای سود را در خود جذب می کند و از آنجائی که سلولز سه عامل الکلی دارد بسته به اینکه در یک یا چند جایگاه با سود واکنش دهد، محصولهایی که بدست می آیند با یکدیگر متفاوت می باشند.

فرآورده های سلولز قلیایی بدست آمده ممکن است به دو حالت زیر مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.

الف) در حالت اول سود به مقدار اضافی بر حسب سلولز مصرف شده: در این حالت علاوه بر جذب سود ممکن است در میان الیاف سلولز سود مازاد بدون اینکه پیوندی با سلولز برقرار کند، موجود باشد.

ب) در حالت دوم سود به میزان مورد نیاز وارد واکنش شود که مقدار جذب شده در حقیقت معادل سودی است که با سلولز واکنش داده و سلولز قلیایی مناسبی بدست آمده است.

واکنش بین محلول قلیایی و سلولز هم پدیده فیزیکی و هم پدیده شیمیایی می باشد. فرمول شیمیایی آن به صورت (C6H10O5)X.(NaOH)y.H2O  است. این ترکیب در حقیقت رابطه قلیا با سلولز بوده که کیفیت سلولز قلیایی به عواملی از جمله طبیعت سلولز، حالت متورم شدن الیاف سلولز، دمای واکنش، غلظت سود، مدت تماس قلیا با الیاف سلولز، نوع قلیا، بستگی دارد.

مشخصات مولکولی سلولز در محلول قلیایی توسط ماساتوشی سای تو مورد بررسی قرار گرفت. مشخصات مولکولی نشان می دهد که الیاف سلولز در مقابل اکسیداسیون فلزات قلیایی خاکی ضعیف بوده که موجب قلیایی شدن سلولز می شود. محققینی نظیر کامید و همکارانشان متوجه شده اند که سلولز احیاء شده با محلول سود ۸ درصد و در دمای ۴ درجه سانتی گراد خاصیت قلیایی داشتند.

این محققین مکانیزم قلیایی شدن سلولز را در سود به روش مشخصی تجزیه و تحلیل نموده اند. پارامترهای مورد بررسی شده در محلول قلیایی سود عبارتند از: وابستگی آن به دمای واکنش و غلظت سود. وابستگی دمای محلول سود در قلیایی نمودن سلولز نیز به روش تفرق نور و سنجش ویسکوزیته مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

واکنش قلیایی شدن سلولز برای جایگزینی سود بجای عامل هیدروژن هیدروکسیل که در نهایت برای تشکیل مشتقات سلولز است. نسبت این جایگزینی درجه استخلاف نامیده می شود که به تعداد متوسط از سه گروه هیدروکسیل واحد انیدروگلوکز که واکنش داده اند، توصیف می گردد.

نویسنده : مهندس مهدی صناعت

The effect of alkali on cellulose

Cellulose exhibits very high resistance to alkali, especially in sodium hydroxide at high temperatures. However, it can be said that cellulose is not vulnerable to strong alkali. Therefore, one of the important processes in the cellulosic industry is the cellulose alkalization process.

Cellulose molecular swelling is important not only in terms of its chemical properties, but also in terms of physical properties, and it is observed in certain microscopic images that cellulose has lost its natural state and the fibers are thicker and shorter. There is no doubt that cellulose absorbs profitable units, and since cellulose has three alcoholic components, depending on how they react in one or more positions, the products that are obtained are different.

Alkaline cellulose products can be analyzed in two ways:

(A) In the first case, the profit is used in excess of the cellulose: in this case, in addition to gaining profits, there may be an excess of excess cellulose fibers without making a cellulose bond.

B) In the latter case, the profit is to be applied to the required amount, which is, in fact, equivalent to that which is obtained with cellulose and obtains an appropriate alkaline cellulose.

The reaction between alkaline solution and cellulose is both a physical phenomenon and a chemical phenomenon. Its chemical formula is (C6H10O5) X. (NaOH) y.H2O [click and drag to move]. This compound is in fact the relationship between alkali and cellulose, the quality of the alkali cellulose depends on factors such as the nature of the cellulose, the swelling of the cellulose fiber, the reaction temperature, the concentration of alkalinity, the duration of contact with the cellulose fiber, the type of alkali.

The molecular characterization of cellulose in an alkaline solution was investigated by Masutoshi Sai. Molecular specification shows that cellulose fibers are weak against oxidation of alkaline earth metals, which causes alkalization of cellulose. Researchers such as Camid and colleagues found that resin cellulose had an alkaline property with a 8% solution and at 4 ° C.

The researchers analyzed the mechanism of cellulose alkalization in profit in a specific way. The parameters studied in the alkaline solution of the profit are its dependence on the reaction temperature and the concentration of profit. The dependence of the solubility of the pellet on alkalizing cellulose was also determined by light diffraction and viscosity measurements.

The cellulose alkalization reaction is to replace the profit instead of the hydroxyl hydrogen moiety, which ultimately forms the cellulose derivative. The ratio of this substitution is called the degree of substitution, which is described by the average number of three groups of hydroxyl units of the antidogglucose units that have reacted.

Author: Mehdi Sanaat Engineer


هر چیزی که باید در خصوص محصولات سلولزی بدانیم

هر چیزی که باید در خصوص محصولات سلولزی بدانیم

مواد سلولزی – معرفی و دسته بندی آن ها

هر چیزی که باید در خصوص محصولات سلولزی بدانیم

اجسام ازآنچه در آینه مشاهده می‌کنید، به شما نزدیک است. این جمله را بارها خوانده‌اید. درواقع، شاید بهتر است که به این صورت بیان کنیم:” اجسام ازآنچه که ما فکر می‌کنیم، به ما نزدیک‌تر هستند.” محصولات زیادی در کنار ما وجود دارد که نام همه آن‌ها را می‌دانیم اما در خصوص ساختار و دسته‌بندی که قرار دارند، اطلاعاتی نداریم؛ محصولات سلولزی هم جز این موارد است. خیلی از ما فکر می‌کنیم محصولات سلولزی موادی هستند که فقط در عناصر خاصی مانند گیاهان وجود دارد و از طریق آزمایشگاه تجزیه می‌شوند، اما خیلی از فراتر از این‌ها است. دستمال‌کاغذی، پوشک بچه، نوار بهداشتی و دستمال حوله از نمونه محصولات سلولزی پرکاربرد هستند که مطمئناً خیلی از شما نمی‌دانید به این‌ها سلولزی می‌گفتند.

برای اینکه با محصولات سلولزی آشنا شویم، باید ساختار تشکیل‌دهنده، کاربرد، مزایا و معایب را بدانیم.

آشنایی با محصولات سلولزی

  • سلولز چیست؟

تعریف علمی آن عبارت است از اینکه سلولز یک پلی ساکارید غنی که از هزاران مولکول گلوکوز تشکیل‌شده است.

جز اصلی تشکیل دیواره اصلی و بدنه گیاهان را سلولز تشکیل می‌دهد. سلولز ازجمله موادی است که بدن انسان قادر به هضم آن نیست و به همان صورت دفع می‌کند. به‌عبارتی‌دیگر در روده انسان، سلولز به‌عنوان یک فیبر نامحلول عمل می‌کند که می‌تواند آب را جذب کند و ازاین‌رو باعث بیشتر شدن مدفوع می‌شود. همان‌طور که گفتیم سلولز هضم نمی‌شود اما می‌تواند توسط باکتری‌های مفید روده‌ای بزرگ به گازها و اسیدهای چرب کوتاه‌مدت تجزیه و تبدیل شوند که بتوانند جذب شوند. سلولز ماده مغذی و ضروری برای بدن نیست یعنی اینکه شما برای داشتن بدن سالم نیاز ندارید که سلولز مصرف کنید.

  • مواد غذایی سلولز دار

محصولات سلولزی مواد هستند که پایه و اساس تشکیل‌دهنده این ماده تشکیل می‌دهد اما در حالت سلولز به‌ طور طبیعی در مواد غذایی زیر وجود دارد:

  1. غلات: دانه‌های گندم، جو، سبوس، بلغور، ذرت، برنج قهوه‌ای
  2. خانواده کلم و سبزیجات: گل‌کلم، کلم، کلم بروکلی
  3. میوه‌ها: آواکادو، انواع توت، سیب و گلابی با پوست
  4. حبوبات: نخودفرنگی، لوبیا، نخود، عدس
  5. آجیل
  6. سیب‌زمینی با پوست

  • انواع سلولوز

سلولز را بسته به نوع کاربرد آن می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم‌بندی کرد

  • سلولزهای باکتری
  • سلولز کربوکسیمتیل (CMC) یا آدامس سلولزی
  • سلولز کربوکسی هیدرولیز شده آنزیمی
  • سلولز کربوکسیمتیل سدیم
  • سلولز
  • استات سلولز (CA)
  • سلولز اتیل (EC)
  • سلولز هیدروکسی اتیل (EHEC)
  • سلولز هیدروکسی پروپیل (HPC)
  • سلولز متیل هیدروکسی پروپیل (HPMC)
  • سلولز متیل (MC)
  • سلولز متیل اتیل (EMC)
  • سلولز میکروکریستال (MCC)
  • سلولز پودری
  • پوشش سلولز بازسازی‌شده

  • آیا سلولز برای ما بدن ضرر دارد؟

اولین سؤالی که هرکسی در خصوص سلولز و محصولات سلولزی دارد و با توجه به این که در بدن انسان هم هضم نمی‌شد، این است که آیا این ماده برای سلامتی افراد ضرر دارد یا خیر. درست است که بدن نیاز به سلولز ندارد اما چه بخواهیم یا نخواهیم، سلولز موجود در بدن می‌تواند فوایدی را به همراه داشته باشد. درواقع در مصرف این ماده غذایی مراعات کنیم، به بدن ما ضرر خاصی وارد نخواهد شد.

ضد یبوست           

سلولزهای موجود بر روی عملکرد تومورهای روده تأثیرگذار نیست اما مکمل آن می‌تواند باعث افزایش مدفوع و اثرات ضد یبوستی شود.

سلولز از دستگاه گوارش بدن شما عبور کرده و باعث راحت‌تر دفع شدن زباله‌های بدن می‌شود. این زباله‌های بدنی بیشتر زباله متابولیک طبیعی هستند.

کاهش وزن

محققان در مطالعات اخیر به این نکته دست پیداکرده‌اند که مکمل‌های سلولزی (سرعت) تخلیه معده را کاهش نمی‌دهد و همچنین باعث افزایش احساس سیری در افراد چاق نمی‌شود.

قند خون و کلسترول

با مکمل‌های گلوکز که همراه با دیگر وعده‌های غذایی مصرف می‌شود، می توان میزان گلوکز قند خود را کنترل کرد و همچنین درنهایت باعث کاهش میزان کلسترول می‌شود که البته هنوز در این زمینه‌ها باید دانشمندان، تحقیق و بررسی بیشتری را انجام بدهند.

اگر شما به طور منظم مواد غذایی فیبردار مصرف نکنید، بدن شما نمی‌تواند مواد اضافی را به‌خوبی دفع کند و درنتیجه باعث افزایش میزان قند و کلسترول بدنتان می‌شود. تنها کار مفیدی که سلولز در بدن شما انجام می‌دهد، کمک به دفع زباله‌های اضافی داخل است. دفع این نوع زباله‌ها برای بدن حیاتی و لازم است که به غیر ازین موارد باعث کارکرد بهتر قلب هم می‌شود.

  • عوارض جانبی

سلولز عوارض جانبی قابل‌توجهی ندارد اما مصرف بی‌حدواندازه آن می‌تواند باعث التهاب خفیف شکم، گاز بیش‌ازحد و مدفوع شل شود. همچنین افرادی که دارای سندروم روده می‌باشند، مصرف محصولات سلولزی می‌تواند نشانه‌ها را بدتر کند و همچنین باعث افزایش حساسیت‌های فردی شود.

مردان بالغ باید حداقل روزی ۳۸ گرم فیبر و زنان ۲۵ گرم فیبر مصرف کنند. اگر سن شما بیشتر از ۵۰ سال است، نیازی ندارید که محصولات فیبردار را در رژیم غذایی خود بگنجانید. نقش سلولز در اینجا کمک به دفع مواد فیبردار است. شکل سلولز در بیشتر محصولاتی فیبری مانند میوه‌ها به شکل محلول است که همین به دفع بهتر زباله‌ها کمک می‌کند.

  • کاربردهای سلولزی

تا الآن سعی داشتیم که در خصوص سلولز اطلاعاتی را به شما بدهیم، حال قصد داریم تا کمی در خصوص کاربردهای سلولز توضیحاتی دهیم؛ همین‌که شما آن را محصولات سلولزی می‌نامید. اولین بار حدود ۲۰۰ سال پیش بود که دانشمندان آن زمان پی به خواص مفید سلولز برای استفاده در دیگر صنعت‌ها بردند.

سلولز به‌ واسطه ی اینکه در رشته‌های پنبه‌ای وجود دارد، از آن برای تولید پوشاک سلولزی استفاده می‌شود. همچنین کاربرد دیگر سلولز در صنعت پزشکی است. ساخت مواد منفجره، پلاستیک، رنگ‌سازی و غیره از جلمه دیگر موارد کاربرد سلولز است.

از دیگر انواع محصولات سلولزی نیز لوازم بهداشتی هستند. از ماده سلولز برای تولید موارد بهداشتی مانند دستمال‌کاغذی، نوار بهداشتی و غیره استفاده می‌شود. تا چند سال پیش، ایران جز واردکنندگان این صنعت بود ولی با گسترش علم، افراد با سرمایه‌گذاری توانستند دستگاه‌های مجهزتری وارد کنند و ایران را در تولید و صادرات این زمینه جز سرآمدان کنند.

یکی دیگر از کاربردهای سلولزی که بیشتر شما هم تا به آن‌ها را مشاهده کرده‌اید، کاربرد آن در تولید صنایع کاغذی و مقوایی است.

کاربرد محصولات سلولزی امروزه خیلی گسترده از گذشته است و به‌غیراز استفاده در مصرف خوراکی در صنعت‌ها هم مورداستفاده قرار می‌گیرد.

  • محصولات سلولزی را از کجا باید تهیه کنیم؟

رای خرید محصولات سلولزی باکیفیت، نیاز است که حتماً نشان استاندارد بر روی کالاها را در نظر بگیرید و اینکه از فروشگاه‌های معتبر محصولات خود را دریافت کنید.

  • چرا استفاده از محصولات سلولزی امروزه بیشتر از همه توصیه می‌شود؟

امروزه دانشمندان و فعالان محیط‌زیست توصیه می‌کنند که حتماً تا جایی که می‌توانید از محصولات سلولزی به‌جای دیگر محصولات پلاستیکی موجود در بازار استفاده کنید. این مسئله دلایل مختلفی می‌تواند داشته باشد که شامل:

  • در تولید محصولات سلولزی از مواد خام طبیعی استفاده می‌شود که در طبیعت تجزیه‌پذیر می‌باشند.
  • در صورت رهاسازی در طبیعت، از خود ماده سمی نشر نمی شود و ازاین‌ رو باعث آلودگی محیط‌زیست نمی‌شوند؛ هرچند رهاسازی آن‌ها در سطح شهر، چهره بدی را به وجود می‌آورد.
  • برای بازیافت آن‌ها نیازی نیست که مانند دیگر محصولات، آن‌ها را بسوزانند.
  • علاوه بر مواردی که در بالا گفته شد، برای بدن نیز فایده دارد.

ولی استفاده بیش‌ازحد و کنترل نشده، می‌تواند ضررهایی هم داشته باشد. ازآنجاکه در تولید محصولات سلولزی از مواد طبیعی استفاده می‌شود، استفاده بیش‌ازحد آن می‌تواند باعث کاهش مواد طبیعی در صنعت کشاورزی شود و محدودیت‌هایی را بعداً ایجاد کند.

همچنین ازآنجاکه بیشتر افراد فکر می‌کنند، این مواد هیچ آسیبی به محیط‌زیست نمی‌رساند، سعی در استفاده غیر برنامه‌ریزی آن می‌کنند که این باعث تولید آشغال بیشتر می‌شود. به‌هرحال بازیافت این مواد هزینه‌بر و تولید آشغال بیشتر، هزینه‌ای بیشتری را بر دوش دولت قرار می‌دهد.

  • نتیجه گیری

سلولز ماده‌ای طبیعی است که در گیاهان به‌ وفور یافت می‌شود. این ماده در بدن انسان هضم نمی‌شود ولی به دفع مدفوع بدن کمک می‌کند. امروزه از سلولز به غیر از مصرف خوراکی، در صنعت هم از آن استفاده می‌شود که به آن‌ها محصولات سلولزی می‌گوییم. رایج‌ترین محصولات سلولزی که ما در حال حاضر از آن استفاده می‌کنیم، محصولات بهداشتی هستند.