सेल्यूलोज प्रकृति में फैलता है। सेलूलोज़ और अनुप्रयोगों की जैविक भूमिका

सेल्युलोज एक रैखिक आणविक संरचना के साथ पौधे की उत्पत्ति के ग्लूकोज (अर्थात् बीटा-ग्लूकोज अवशेष) का एक प्राकृतिक बहुलक है। दूसरे तरीके से सेल्यूलोज को फाइबर भी कहा जाता है। इस बहुलक में पौधों में पाए जाने वाले कार्बन का पचास प्रतिशत से अधिक होता है। सेल्युलोज हमारे ग्रह पर कार्बनिक यौगिकों में पहले स्थान पर है।

शुद्ध सेल्यूलोज कपास फाइबर (निन्यानबे प्रतिशत तक) या सन फाइबर (पचास प्रतिशत तक) है। लकड़ी में पचास प्रतिशत तक सेल्यूलोज होता है, और पुआल में तीस प्रतिशत सेल्यूलोज होता है। भांग में इसकी काफी मात्रा होती है।

सेल्यूलोज सफेद होता है। सल्फ्यूरिक एसिड इसे नीला और आयोडीन भूरा रंग देता है। सेलूलोज़ कठोर और रेशेदार, स्वादहीन और गंधहीन होता है, दो सौ डिग्री सेल्सियस के तापमान पर नहीं गिरता है, लेकिन दो सौ पचहत्तर डिग्री सेल्सियस (यानी यह एक दहनशील पदार्थ है) के तापमान पर प्रज्वलित होता है, और गर्म होने पर तीन सौ साठ डिग्री सेल्सियस तक, यह जली हो जाती है। इसे पानी में नहीं घोला जा सकता है, लेकिन इसे कॉपर हाइड्रॉक्साइड के साथ अमोनिया के घोल में घोला जा सकता है। फाइबर एक बहुत मजबूत और लचीला सामग्री है।

जीवों के लिए सेलूलोज़ का महत्व

सेल्युलोज एक पॉलीसेकेराइड कार्बोहाइड्रेट है।

एक जीवित जीव में, कार्बोहाइड्रेट के कार्य इस प्रकार हैं:

1. संरचना और समर्थन का कार्य, चूंकि कार्बोहाइड्रेट समर्थन संरचनाओं के निर्माण में शामिल हैं, और सेल्युलोज पौधे की कोशिका की दीवारों की संरचना का मुख्य घटक है।
2. पौधे-विशिष्ट सुरक्षात्मक कार्य (कांटों या कांटे)। पौधों पर इस तरह की संरचनाओं में मृत पौधों की कोशिकाओं की दीवारें होती हैं।
3. प्लास्टिक फ़ंक्शन (जिसे एनाबॉलिक फ़ंक्शन भी कहा जाता है), क्योंकि कार्बोहाइड्रेट जटिल आणविक संरचनाओं के घटक होते हैं।
4. ऊर्जा प्रदान करने का कार्य, क्योंकि कार्बोहाइड्रेट जीवित जीवों के लिए एक ऊर्जा स्रोत हैं।
5. भंडारण कार्य, क्योंकि जीवित जीव अपने ऊतकों में पोषक तत्वों के रूप में कार्बोहाइड्रेट का भंडारण करते हैं।
6. आसमाटिक कार्य, चूंकि कार्बोहाइड्रेट एक जीवित जीव के अंदर आसमाटिक दबाव के नियमन में शामिल होते हैं (उदाहरण के लिए, रक्त में एक सौ मिलीग्राम से एक सौ दस मिलीग्राम ग्लूकोज होता है, और रक्त आसमाटिक दबाव इस कार्बोहाइड्रेट की एकाग्रता पर निर्भर करता है। रक्त)। परासरण परिवहन लंबे पेड़ के तने में पोषक तत्व पहुंचाता है, क्योंकि इस मामले में केशिका परिवहन अप्रभावी है।
7. रिसेप्टर फ़ंक्शन, चूंकि कुछ कार्बोहाइड्रेट सेल रिसेप्टर्स (सेल सतह पर अणु या सेल साइटोप्लाज्म में घुलने वाले अणु) के ग्रहणशील भाग का हिस्सा होते हैं। रिसेप्टर एक निश्चित रासायनिक अणु के साथ संबंध के लिए एक विशेष तरीके से प्रतिक्रिया करता है, जो एक बाहरी सिग्नल को प्रसारित करता है, और इस सिग्नल को सेल तक ही पहुंचाता है।

सेल्यूलोज की जैविक भूमिका इस प्रकार है:

1. फाइबर पादप कोशिका भित्ति का मुख्य संरचनात्मक भाग है। प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप बनता है। पौधों का सेल्यूलोज शाकाहारी जीवों के लिए भोजन है (उदाहरण के लिए, जुगाली करने वाले), उनके शरीर में फाइबर एंजाइम सेल्युलेस द्वारा टूट जाता है। यह काफी दुर्लभ है, इसलिए, अपने शुद्ध रूप में, मानव भोजन में सेल्यूलोज का उपयोग नहीं किया जाता है।
2. भोजन में फाइबर एक व्यक्ति को परिपूर्णता की भावना देता है और उसकी आंतों की गतिशीलता (पेरिस्टलसिस) में सुधार करता है। सेल्यूलोज तरल को बांधने में सक्षम है (सेल्यूलोज के प्रति ग्राम तरल के शून्य दशमलव चार दसवें हिस्से तक)। बड़ी आंत में, बैक्टीरिया इसे चयापचय करते हैं। फाइबर बिना ऑक्सीजन के पचता है (शरीर में केवल एक अवायवीय प्रक्रिया होती है)। पाचन के परिणामस्वरूप आंतों की गैसों और उड़ने वाले फैटी एसिड का निर्माण होता है। इनमें से अधिकांश एसिड रक्त द्वारा अवशोषित होते हैं और शरीर के लिए ऊर्जा के रूप में उपयोग किए जाते हैं। और एसिड की मात्रा जो अवशोषित नहीं हुई है और आंतों की गैसें मल की मात्रा को बढ़ाती हैं और मलाशय में इसके प्रवेश को तेज करती हैं। साथ ही, इन अम्लों की ऊर्जा का उपयोग बड़ी आंत में लाभकारी माइक्रोफ्लोरा की मात्रा को बढ़ाने और वहां उसके जीवन का समर्थन करने के लिए किया जाता है। जब भोजन में आहार फाइबर की मात्रा बढ़ जाती है, तो आंतों के लाभकारी बैक्टीरिया की मात्रा बढ़ जाती है और विटामिन पदार्थों के संश्लेषण में सुधार होता है।
3. यदि आप भोजन में गेहूँ से बने तीस से पैंतालीस ग्राम चोकर (फाइबर युक्त) मिलाते हैं, तो मल उनहत्तर ग्राम से बढ़कर दो सौ अट्ठाईस ग्राम प्रति दिन हो जाता है, और उनकी यात्रा का समय पचास से कम हो जाता है- आठ घंटे से चालीस घंटे तक। जब नियमित रूप से भोजन में फाइबर मिलाया जाता है, तो मल नरम हो जाता है, जो कब्ज और बवासीर को रोकने में मदद करता है।
4. जब भोजन में बहुत अधिक फाइबर होता है (उदाहरण के लिए, चोकर), तो एक स्वस्थ व्यक्ति और टाइप 1 मधुमेह वाले रोगी का शरीर ग्लूकोज के प्रति अधिक प्रतिरोधी हो जाता है।
5. फाइबर, ब्रश की तरह, आंतों की दीवारों से गंदे आसंजनों को हटाता है, विषाक्त पदार्थों को अवशोषित करता है, कोलेस्ट्रॉल लेता है और यह सब शरीर से प्राकृतिक तरीके से निकालता है। डॉक्टरों ने निष्कर्ष निकाला कि जो लोग राई की रोटी और चोकर खाते हैं, उनमें कोलोरेक्टल कैंसर से पीड़ित होने की संभावना कम होती है।

अधिकांश फाइबर गेहूं और राई के चोकर में, मोटे पिसे हुए आटे से बनी रोटी में, प्रोटीन और चोकर से बनी रोटी में, सूखे मेवों, गाजर, अनाज और चुकंदर में पाया जाता है।

लुगदी अनुप्रयोग

लोग लंबे समय से सेल्यूलोज का उपयोग कर रहे हैं। सबसे पहले, लकड़ी की सामग्री का उपयोग निर्माण के लिए ईंधन और बोर्डों के रूप में किया गया था। तब कपास, सन और भांग के रेशों का उपयोग विभिन्न प्रकार के कपड़े बनाने के लिए किया जाता था। उद्योग में पहली बार कागज उत्पादों के उत्पादन के विकास के कारण लकड़ी सामग्री के रासायनिक प्रसंस्करण का अभ्यास किया जाने लगा।

वर्तमान में, सेल्यूलोज का उपयोग विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में किया जाता है। और यह औद्योगिक जरूरतों के लिए है कि वे इसे मुख्य रूप से लकड़ी के कच्चे माल से प्राप्त करते हैं। सेल्युलोज का उपयोग लुगदी और कागज उत्पादों के उत्पादन में, विभिन्न कपड़ों के उत्पादन में, दवा में, वार्निश के उत्पादन में, कार्बनिक ग्लास के निर्माण में और उद्योग के अन्य क्षेत्रों में किया जाता है।

आइए इसके आवेदन पर अधिक विस्तार से विचार करें।

एसीटेट रेशम सेल्यूलोज और उसके पंखों से प्राप्त किया जाता है, अप्राकृतिक रेशे बनाए जाते हैं, सेल्युलोज एसीटेट की एक फिल्म जो जलती नहीं है। धुएँ से मुक्त बारूद पाइरोक्सिलिन से बनाया जाता है। सेल्यूलोज का उपयोग खिलौनों, फिल्म और फोटोग्राफिक फिल्म के लिए एक घनी चिकित्सा फिल्म (कोलोडियन) और सेल्युलाइड (प्लास्टिक) बनाने के लिए किया जाता है। वे धागे, रस्सियाँ, रूई, विभिन्न प्रकार के गत्ते, जहाज निर्माण के लिए निर्माण सामग्री और घर बनाने के लिए बनाते हैं। और उन्हें ग्लूकोज (चिकित्सा प्रयोजनों के लिए) और एथिल स्पोर्ट्स भी मिलता है। सेलूलोज़ का उपयोग कच्चे माल के रूप में और रासायनिक प्रसंस्करण के लिए एक पदार्थ के रूप में किया जाता है।

कागज बनाने के लिए बहुत अधिक ग्लूकोज की आवश्यकता होती है। कागज सेल्यूलोज की एक पतली रेशेदार परत है जिसे कागज उत्पाद की एक पतली, घनी, चिकनी सतह प्राप्त करने के लिए विशेष उपकरण पर चिपकाया और दबाया गया है (स्याही उस पर नहीं फैलनी चाहिए)। पहले कागज बनाने के लिए केवल पौधों की सामग्री का उपयोग किया जाता था, जिससे आवश्यक तंतुओं को यंत्रवत् (चावल के डंठल, कपास, लत्ता) अलग किया जाता था।

लेकिन किताब छपाई का विकास बहुत तेज गति से हुआ, अखबार भी छपते थे, इसलिए इस तरह से तैयार होने वाला कागज अपर्याप्त हो गया। लोगों को पता चला कि लकड़ी में बहुत अधिक फाइबर होता है, इसलिए उन्होंने उस पौधे के द्रव्यमान में लकड़ी के कच्चे माल को जोड़ना शुरू कर दिया जिससे कागज बनाया गया था। लेकिन यह कागज बहुत ही कम समय में जल्दी से फटा और पीला हो गया, खासकर जब लंबे समय तक प्रकाश के संपर्क में रहा।

इसलिए, रसायनों के साथ लकड़ी की सामग्री को संसाधित करने के विभिन्न तरीकों को विकसित किया जाने लगा, जिससे विभिन्न अशुद्धियों से शुद्ध किए गए सेलूलोज़ को अलग करना संभव हो गया।

सेलूलोज़ प्राप्त करने के लिए, लकड़ी के चिप्स को अभिकर्मकों (अम्ल या क्षार) के घोल में लंबे समय तक उबाला जाता है, फिर परिणामी तरल को शुद्ध किया जाता है। इस प्रकार शुद्ध सेल्यूलोज का उत्पादन होता है।

सल्फ्यूरस एसिड अम्लीय अभिकर्मकों से संबंधित है; इसका उपयोग लकड़ी से थोड़ी मात्रा में राल के साथ सेल्यूलोज के उत्पादन के लिए किया जाता है।

क्षारीय अभिकर्मकों में शामिल हैं:

1. सोडियम अभिकर्मक दृढ़ लकड़ी और वार्षिक से सेल्यूलोज का उत्पादन सुनिश्चित करते हैं (ऐसे सेल्यूलोज काफी महंगा है);
2. सल्फेट अभिकर्मक, जिनमें से सोडियम सल्फेट सबसे आम है (सफेद शराब के उत्पादन का आधार, और यह पहले से ही किसी भी पौधे से सेलूलोज़ बनाने के लिए अभिकर्मक के रूप में उपयोग किया जाता है)।

सभी उत्पादन चरणों के बाद, कागज पैकेजिंग, पुस्तक और स्टेशनरी उत्पादों के निर्माण में चला जाता है।

उपरोक्त सभी से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि सेल्यूलोज (फाइबर) का मानव आंत के लिए एक महत्वपूर्ण सफाई और उपचार मूल्य है, और इसका उपयोग उद्योग के कई क्षेत्रों में भी किया जाता है।

संरचना।

सेल्यूलोज का आणविक सूत्र (-C 6 H 10 O 5 -) n है, जैसे स्टार्च। सेल्युलोज भी एक प्राकृतिक बहुलक है। इसका मैक्रोमोलेक्यूलर ग्लूकोज अणुओं के कई अवशेषों से बना है। प्रश्न उठ सकता है: स्टार्च और सेल्युलोज - एक ही आणविक सूत्र वाले पदार्थों में अलग-अलग गुण क्यों होते हैं?

सिंथेटिक पॉलिमर पर विचार करते समय, हम पहले ही पता लगा चुके हैं कि उनके गुण प्राथमिक इकाइयों की संख्या और उनकी संरचना पर निर्भर करते हैं। प्राकृतिक पॉलिमर पर भी यही प्रावधान लागू होता है। यह पता चला है कि स्टार्च की तुलना में सेल्युलोज में पोलीमराइजेशन की डिग्री बहुत अधिक होती है। इसके अलावा, इन प्राकृतिक पॉलिमर की संरचनाओं की तुलना करते हुए, यह पाया गया कि स्टार्च के विपरीत सेलूलोज़ मैक्रोमोलेक्यूल्स, बी-ग्लूकोज अणु के अवशेषों से मिलकर बनता है और केवल एक रैखिक संरचना होती है। सेलूलोज़ मैक्रोमोलेक्यूल्स एक दिशा में व्यवस्थित होते हैं और फाइबर (सन, कपास, भांग) बनाते हैं।

ग्लूकोज अणु के प्रत्येक अवशेष में तीन हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं।

भौतिक गुण .

सेल्युलोज एक रेशेदार पदार्थ है। यह पिघलता नहीं है और वाष्पशील अवस्था में नहीं जाता है: जब लगभग 350 ° C तक गर्म किया जाता है, तो सेल्यूलोज विघटित हो जाता है - जले। सेल्युलोज न तो पानी में और न ही अधिकांश अन्य अकार्बनिक और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील है।

पानी में घुलने के लिए सेल्युलोज की अक्षमता एक पदार्थ के लिए एक अप्रत्याशित संपत्ति है जिसमें प्रत्येक छह कार्बन परमाणुओं के लिए तीन हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं। यह सर्वविदित है कि पॉलीहाइड्रॉक्सिल यौगिक पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं। सेल्यूलोज की अघुलनशीलता को इस तथ्य से समझाया गया है कि इसके तंतु, जैसे थे, समानांतर धागे के अणुओं के "बंडल" होते हैं, जो कई हाइड्रोजन बांडों से जुड़े होते हैं, जो हाइड्रॉक्सिल समूहों की बातचीत के परिणामस्वरूप बनते हैं। विलायक ऐसे "बीम" के अंदर प्रवेश नहीं कर सकता है, और इसलिए, अणुओं को एक दूसरे से अलग नहीं किया जाता है।

सेलूलोज़ के लिए विलायक श्वीट्ज़र का अभिकर्मक है - अमोनिया के साथ तांबा (II) हाइड्रॉक्साइड का एक समाधान, जिसके साथ यह एक साथ बातचीत करता है। केंद्रित एसिड (सल्फ्यूरिक, फॉस्फोरिक) और जस्ता क्लोराइड का एक केंद्रित समाधान भी सेल्यूलोज को भंग कर देता है, लेकिन साथ ही इसका आंशिक अपघटन (हाइड्रोलिसिस) होता है, साथ में आणविक भार में कमी होती है।

रासायनिक गुण .

सेलूलोज़ के रासायनिक गुण मुख्य रूप से हाइड्रॉक्सिल समूहों की उपस्थिति से निर्धारित होते हैं। धात्विक सोडियम के साथ क्रिया करके सेल्यूलोज एल्कोहॉलेट n प्राप्त किया जा सकता है। क्षार के केंद्रित जलीय घोल की कार्रवाई के तहत, तथाकथित दयाकरण होता है - सेल्यूलोज अल्कोहल का आंशिक गठन, जिससे फाइबर की सूजन और रंगों के लिए इसकी संवेदनशीलता में वृद्धि होती है। ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप, सेल्यूलोज मैक्रोमोलेक्यूल में कई कार्बोनिल और कार्बोक्सिल समूह दिखाई देते हैं। मजबूत ऑक्सीडेंट के प्रभाव में, मैक्रोमोलेक्यूल का विघटन होता है। सेल्युलोज के हाइड्रॉक्सिल समूह ईथर और एस्टर देने के लिए क्षारीकरण और एसाइलेशन में सक्षम हैं।

सेल्यूलोज के सबसे विशिष्ट गुणों में से एक एसिड की उपस्थिति में, ग्लूकोज बनाने के लिए हाइड्रोलिसिस से गुजरने की क्षमता है। स्टार्च के समान, सेल्यूलोज हाइड्रोलिसिस चरणबद्ध तरीके से आगे बढ़ता है। संक्षेप में, इस प्रक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

(सी 6 एच 10 ओ 5) एन + एनएच 2 ओ H2SO4_एनसी 6 एच 12 ओ 6

चूंकि सेल्यूलोज अणुओं में हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, इसलिए यह एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाओं की विशेषता है। इनमें से सेल्युलोज की नाइट्रिक एसिड और एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ प्रतिक्रिया व्यावहारिक महत्व की है।

जब सेल्यूलोज केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में नाइट्रिक एसिड के साथ बातचीत करता है, तो स्थितियों के आधार पर, डाइनिट्रोसेल्यूलोज और ट्रिनिट्रोसेल्यूलोज बनते हैं, जो एस्टर हैं:

जब सेल्युलोज एसिटिक एनहाइड्राइड (एसिटिक और सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में) के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो ट्राईसेटाइल सेलुलोज या डायसेटाइल सेलुलोज प्राप्त होता है:

सेल्यूलोज जल रहा है। यह कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) और पानी पैदा करता है।

जब लकड़ी को बिना हवा के गर्म किया जाता है, तो सेल्यूलोज और अन्य पदार्थ विघटित हो जाते हैं। यह चारकोल, मीथेन, मिथाइल अल्कोहल, एसिटिक एसिड, एसीटोन और अन्य उत्पादों का उत्पादन करता है।

प्राप्त करना।

लगभग शुद्ध सेल्युलोज का एक नमूना परिष्कृत कपास से प्राप्त रूई है। सेल्यूलोज का बड़ा हिस्सा लकड़ी से अलग किया जाता है, जिसमें यह अन्य पदार्थों के साथ समाहित होता है। हमारे देश में सेल्यूलोज प्राप्त करने की सबसे आम विधि तथाकथित सल्फाइट है। इस विधि के अनुसार, कैल्शियम हाइड्रोसल्फाइट Ca (HSO 3) 2 या सोडियम हाइड्रोसल्फाइट NaHSO 3 के घोल की उपस्थिति में कुचली हुई लकड़ी को 0.5-0.6 MPa के दबाव और 150 ° C के तापमान पर आटोक्लेव में गर्म किया जाता है। इस मामले में , अन्य सभी पदार्थ नष्ट हो जाते हैं, और सेल्यूलोज अपेक्षाकृत शुद्ध रूप में निकलता है। इसे पानी से धोया जाता है, सुखाया जाता है और आगे की प्रक्रिया के लिए भेजा जाता है, ज्यादातर कागज उत्पादन के लिए।

आवेदन।

सेल्युलोज का प्रयोग मनुष्य बहुत प्राचीन काल से करता आ रहा है। सबसे पहले, लकड़ी का उपयोग दहनशील और निर्माण सामग्री के रूप में किया जाता था; तब कपास, लिनन और अन्य रेशों का उपयोग कपड़ा कच्चे माल के रूप में किया जाता था। कागज उद्योग के विकास के संबंध में लकड़ी के रासायनिक प्रसंस्करण के पहले औद्योगिक तरीकों का उदय हुआ।

कागज फाइबर की एक पतली परत है, जिसे यांत्रिक शक्ति, एक चिकनी सतह बनाने और स्याही के रक्तस्राव को रोकने के लिए दबाया और चिपकाया जाता है। प्रारंभ में, कागज के निर्माण के लिए, पौधों की सामग्री का उपयोग किया जाता था, जिससे आवश्यक फाइबर विशुद्ध रूप से यांत्रिक रूप से प्राप्त किए जा सकते थे, चावल के डंठल (तथाकथित चावल के कागज), कपास और घिसे-पिटे कपड़ों का भी उपयोग किया जाता था। हालांकि, किताब छपाई के विकास के साथ, कागज की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए कच्चे माल के सूचीबद्ध स्रोत अपर्याप्त हो गए। विशेष रूप से अखबारों की छपाई के लिए बहुत सारे कागज की खपत होती है, और अखबारी कागज के लिए गुणवत्ता (सफेदी, ताकत, स्थायित्व) का मुद्दा मायने नहीं रखता। यह जानते हुए कि लकड़ी में लगभग 50% फाइबर होता है, उन्होंने कागज के गूदे में कुचली हुई लकड़ी मिलानी शुरू कर दी। ऐसा कागज नाजुक होता है और जल्दी पीला हो जाता है (विशेषकर प्रकाश में)।

पेपर पल्प में लकड़ी के एडिटिव्स की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए, लकड़ी के रासायनिक उपचार के विभिन्न तरीकों का प्रस्ताव किया गया है, जो इससे कमोबेश शुद्ध सेल्यूलोज प्राप्त करना संभव बनाता है, जो कि लिग्निन, रेजिन और अन्य पदार्थों से मुक्त होता है। सेल्यूलोज के पृथक्करण के लिए, कई विधियाँ प्रस्तावित की गई हैं, जिनमें से हम सल्फाइट पर विचार करेंगे।

सल्फाइट विधि के अनुसार, कुचल लकड़ी को कैल्शियम हाइड्रोसल्फाइट के दबाव में "उबला" दिया जाता है। इस मामले में, साथ वाले पदार्थ घुल जाते हैं, और अशुद्धियों से मुक्त सेलूलोज़ को निस्पंदन द्वारा अलग किया जाता है। परिणामी सल्फाइट शराब कागज उद्योग में बेकार है। हालांकि, इस तथ्य के कारण कि उनमें अन्य पदार्थों के साथ, किण्वित मोनोसेकेराइड होते हैं, उन्हें एथिल अल्कोहल (तथाकथित हाइड्रोलिसिस अल्कोहल) के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।

सेलूलोज़ का उपयोग न केवल कागज उत्पादन में कच्चे माल के रूप में किया जाता है, बल्कि आगे के रासायनिक प्रसंस्करण के लिए भी किया जाता है। सेल्युलोज के ईथर और एस्टर सबसे महत्वपूर्ण हैं। इसलिए, जब सेल्युलोज को नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रण के संपर्क में लाया जाता है, तो सेल्यूलोज नाइट्रेट प्राप्त होते हैं। ये सभी ज्वलनशील और विस्फोटक हैं। सेल्यूलोज में पेश किए जा सकने वाले नाइट्रिक एसिड अवशेषों की अधिकतम संख्या प्रत्येक ग्लूकोज इकाई के लिए तीन है:

एन एचएनओ3_एन

पूर्ण एस्टरीफिकेशन का उत्पाद - सेल्यूलोज ट्रिनिट्रेट (ट्रिनिट्रोसेल्यूलोज) - में सूत्र के अनुसार 14.1% नाइट्रोजन होना चाहिए। व्यवहार में, थोड़ा कम नाइट्रोजन सामग्री (12.5 / 13.5%) वाला उत्पाद प्राप्त किया जाता है, जिसे कला में पाइरोक्सिलाइन के रूप में जाना जाता है। जब ईथर के साथ इलाज किया जाता है, तो पाइरोक्सिलिन जिलेटिनाइज करता है; विलायक के वाष्पीकरण के बाद, एक कॉम्पैक्ट द्रव्यमान बना रहता है। इस द्रव्यमान के बारीक कटे हुए टुकड़े निर्धूम चूर्ण होते हैं।

लगभग 10% नाइट्रोजन युक्त नाइट्रेशन उत्पाद, सेल्यूलोज डिनिट्रेट की संरचना के अनुरूप होते हैं: प्रौद्योगिकी में, ऐसे उत्पाद को कॉलोक्सिलिन के रूप में जाना जाता है। जब शराब और ईथर का मिश्रण उस पर क्रिया करता है, तो एक चिपचिपा घोल बनता है, जिसे तथाकथित कोलोडियन, दवा में इस्तेमाल किया जाता है। यदि इस तरह के घोल में कपूर मिलाया जाता है (1 टीस्पून कोलोक्सीलिन के लिए 0.4 टीस्पून कपूर) और सॉल्वेंट वाष्पित हो जाता है, तो एक पारदर्शी लचीली फिल्म - सेल्युलाइड - बनी रहेगी। ऐतिहासिक रूप से, यह प्लास्टिक का पहला ज्ञात प्रकार है। पिछली शताब्दी के बाद से, सेल्युलाइड का व्यापक रूप से कई उत्पादों (खिलौने, हेबरडशरी, आदि) के उत्पादन के लिए एक सुविधाजनक थर्मोप्लास्टिक सामग्री के रूप में उपयोग किया गया है। फिल्म और नाइट्रो-लाह के उत्पादन में सेल्युलाइड का उपयोग विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। इस सामग्री का एक गंभीर दोष इसकी ज्वलनशीलता है; इसलिए, सेल्युलाइड अब तेजी से अन्य सामग्रियों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, विशेष रूप से सेल्यूलोज एसीटेट में।

प्राकृतिक सेल्यूलोज, या फाइबर, मुख्य पदार्थ है जिससे पौधों की कोशिकाओं की दीवारें बनती हैं, और इसलिए विभिन्न प्रकार के पौधे कच्चे माल सेल्यूलोज उत्पादन का एकमात्र स्रोत हैं। सेल्युलोज एक प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड है, जिसकी रैखिक-श्रृंखला मैक्रोमोलेक्यूल्स β-D-anhydro-glucopyranose की प्राथमिक इकाइयों से निर्मित होते हैं, जो 1-4 ग्लूकोसिडिक बॉन्ड द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं। सेल्युलोज का अनुभवजन्य सूत्र (C6H10O5) और, जहां n पोलीमराइजेशन की डिग्री है।

सेल्युलोज की प्रत्येक प्राथमिक इकाई, अंतिम इकाइयों को छोड़कर, में तीन अल्कोहल हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं। इसलिए, सेल्यूलोज सूत्र को अक्सर [C6H7O2 (OH) 3] के रूप में दर्शाया जाता है। सेल्यूलोज मैक्रोमोलेक्यूल के एक छोर पर एक लिंक होता है जिसमें चौथे कार्बन परमाणु पर अतिरिक्त माध्यमिक अल्कोहल हाइड्रोलिसिस होता है, दूसरे छोर पर 1 कार्बन परमाणु पर मुक्त ग्लूकोसाइड (हेमियासेटल) हाइड्रॉक्सिल होता है। यह कड़ी सेल्यूलोज को इसके पुनर्जनन (घटाने) गुण प्रदान करती है।

प्राकृतिक लकड़ी सेलुलोज के पोलीमराइजेशन (डीपी) की डिग्री 6000-14000 की सीमा में है। डीपी रैखिक सेल्यूलोज मैक्रोमोलेक्यूल्स की लंबाई की विशेषता है और इसलिए, सेल्यूलोज के उन गुणों को निर्धारित करता है जो सेल्यूलोज श्रृंखला की लंबाई पर निर्भर करते हैं। किसी भी सेल्यूलोज के नमूने में विभिन्न लंबाई के मैक्रोमोलेक्यूल्स होते हैं, यानी यह पॉलीडिस्पर्स है। इसलिए, डीपी आमतौर पर पोलीमराइजेशन की औसत डिग्री का प्रतिनिधित्व करता है। सेल्युलोज की डीपी आणविक भार से डीपी = एम / 162 के अनुपात से संबंधित है, जहां 162 सेल्युलोज की प्राथमिक इकाई का आणविक भार है। प्राकृतिक रेशों (कोशिका की दीवारों) में, रैखिक श्रृंखला जैसे सेल्युलोज मैक्रोमोलेक्यूल्स को हाइड्रोजन और इंटरमॉलिक्युलर बॉन्डिंग बलों द्वारा अनिश्चित लंबाई के माइक्रोफाइब्रिल्स में लगभग 3.5 एनएम व्यास में जोड़ा जाता है। प्रत्येक माइक्रोफाइब्रिल में माइक्रोफाइब्रिल अक्ष के साथ स्थित सेल्यूलोज श्रृंखलाओं की एक बड़ी संख्या (लगभग 100-200) होती है। माइक्रोफाइब्रिल, एक सर्पिल में व्यवस्थित, लगभग 150 एनएम के व्यास के साथ कई माइक्रोफाइब्रिल्स - तंतु, या किस्में के समुच्चय बनाते हैं, जिनमें से सेल की दीवारों की परतें बनाई जाती हैं।

खाना पकाने की प्रक्रिया में सब्जी कच्चे माल के प्रसंस्करण मोड के आधार पर, उत्पादों को अलग-अलग पैदावार के साथ प्राप्त किया जा सकता है, जो प्राप्त अर्ध-तैयार उत्पाद के द्रव्यमान के प्रारंभिक सब्जी कच्चे माल (%) के द्रव्यमान के अनुपात से निर्धारित होता है। कच्चे माल के द्रव्यमान के -80 से 60% की उपज वाले उत्पाद को सेमी-सेल्युलोज कहा जाता है, जो कि उच्च लिग्निन सामग्री (15-20%) की विशेषता है। हेमिकेलुलोज में इंटरसेलुलर पदार्थ का लिग्निन खाना पकाने की प्रक्रिया के दौरान पूरी तरह से भंग नहीं होता है (इसमें से कुछ हेमिकेलुलोज में रहता है); फाइबर अभी भी एक दूसरे से इतनी मजबूती से जुड़े हुए हैं कि उन्हें अलग करने और उन्हें लुगदी में बदलने के लिए यांत्रिक पीसने का उपयोग किया जाना चाहिए। 60 से 50% की उपज वाले उत्पाद को उच्च उपज सेलूलोज़ (एचसीवी) कहा जाता है। सीवीवी को पानी के जेट के साथ क्षरण के माध्यम से यांत्रिक पीसने के बिना फाइबर में अलग किया जाता है, लेकिन फिर भी सेल की दीवारों में अवशिष्ट लिग्निन की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है। 50 से 40% उपज वाले उत्पाद को सामान्य उपज का सेल्युलोज कहा जाता है, जो कि डिलिग्निफिकेशन की डिग्री के अनुसार, जो फाइबर की दीवारों में अवशिष्ट लिग्निन के प्रतिशत की विशेषता है, को कठोर सेल्यूलोज (3-8% लिग्निन) में विभाजित किया जाता है। मध्यम-कठोर (1.3-3% लिग्निन) और नरम (1.5% से कम लिग्निन)।

खाना पकाने के संयंत्र के कच्चे माल के परिणामस्वरूप, बिना ब्लीच वाला गूदा प्राप्त होता है, जो अपेक्षाकृत कम चमक वाला उत्पाद होता है, जिसमें लुगदी के साथ लकड़ी के घटकों की संख्या भी अधिक होती है। खाना पकाने की प्रक्रिया की निरंतरता से उनसे रिहाई सेल्यूलोज के महत्वपूर्ण विनाश से जुड़ी है और, परिणामस्वरूप, उपज में कमी और इसके गुणों में गिरावट। उच्च सफेदी के साथ सेलूलोज़ प्राप्त करने के लिए - ब्लीचड सेलूलोज़, लिग्निन और निकालने वाले पदार्थों से सबसे मुक्त, तकनीकी सेलूलोज़ को रासायनिक ब्लीचिंग एजेंटों के साथ ब्लीचिंग के अधीन किया जाता है। हेमिकेलुलोज को पूरी तरह से हटाने के लिए, सेल्यूलोज को अतिरिक्त क्षारीय उपचार (शोधन) के अधीन किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप परिष्कृत सेलूलोज़ होता है। रिफाइनिंग को आमतौर पर ब्लीचिंग प्रक्रिया के साथ जोड़ा जाता है। विरंजन और उन्नयन मुख्य रूप से नरम और मध्यम-कठोर सेलूलोज़ पर किया जाता है, जो पेपरमेकिंग और रासायनिक प्रसंस्करण दोनों के लिए अभिप्रेत है।)

सेमी-सेल्युलोज, सीवीबी, सामान्य उपज अनब्लीच्ड सेल्युलोज, ब्लीच्ड, सेमी-ब्लीच्ड और रिफाइंड सेल्युलोज रेशेदार अर्ध-तैयार उत्पाद हैं जो विभिन्न प्रकार के कागज और कार्डबोर्ड के उत्पादन के लिए व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग पाते हैं। इन उद्देश्यों के लिए, दुनिया में उत्पादित सभी लुगदी का लगभग 93% संसाधित किया जाता है। शेष सेलूलोज़ का उपयोग रासायनिक प्रसंस्करण के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है।

तकनीकी सेल्यूलोज के गुणों और गुणवत्ता को चिह्नित करने के लिए, जो इसके उपभोक्ता मूल्य को निर्धारित करते हैं, कई अलग-अलग संकेतकों का उपयोग किया जाता है। आइए उनमें से सबसे महत्वपूर्ण पर विचार करें।

सल्फाइट सेल्युलोज में पेंटोसैन की सामग्री 4 से 7% तक होती है, और सल्फेट सेल्युलोज में समान डिग्री के डिलाइनिफिकेशन में 10-11% होती है। सेल्यूलोज में पेंटोसैन की उपस्थिति इसकी यांत्रिक शक्ति में वृद्धि में योगदान करती है, आकार, पीसने की क्षमता में सुधार करती है, इसलिए, कागज और कार्डबोर्ड के उत्पादन के लिए सेलूलोज़ में उनका अधिक पूर्ण संरक्षण उत्पादों की गुणवत्ता को अनुकूल रूप से प्रभावित करता है। रासायनिक प्रसंस्करण के लिए सेलूलोज़ में, पेंटोसैन एक अवांछित अशुद्धता है।

सल्फाइट सॉफ्टवुड सेल्युलोज में राल की मात्रा अधिक होती है और 1-1.5% तक पहुंच जाती है, क्योंकि सल्फाइट कुकिंग एसिड लकड़ी के राल वाले पदार्थों को नहीं घोलता है। क्षारीय खाना पकाने के समाधान रेजिन को भंग कर देते हैं, इसलिए क्षारीय खाना पकाने के सेलूलोज़ में उनकी सामग्री छोटी होती है और मात्रा 0.2-0.3% होती है। सेलूलोज़ की उच्च गम सामग्री, विशेष रूप से तथाकथित "हानिकारक गम", उपकरण पर चिपचिपा गम जमा होने के कारण पेपरमेकिंग में कठिनाइयां पैदा करती है।

कॉपर नंबर खाना पकाने, विरंजन और शोधन की प्रक्रियाओं में सेल्यूलोज के विनाश की डिग्री की विशेषता है। प्रत्येक सेल्यूलोज अणु के अंत में एक एल्डिहाइड समूह होता है जो कॉपर ऑक्साइड लवण को कॉपर ऑक्साइड में कम करने में सक्षम होता है, और जितना अधिक सेल्यूलोज का क्षरण होता है, उतना ही अधिक तांबे को 100 ग्राम सेल्यूलोज द्वारा बिल्कुल शुष्क वजन के रूप में कम किया जा सकता है। कॉपर ऑक्साइड को धात्विक कॉपर में परिवर्तित कर ग्राम में व्यक्त किया जाता है। नरम गूदे के लिए, तांबे की संख्या कठोर गूदे की तुलना में अधिक होती है। क्षारीय गूदे में तांबे की संख्या कम होती है, लगभग 1.0, सल्फाइट - 1.5-2.5। ब्लीचिंग और रिफाइनिंग से कॉपर की संख्या काफी कम हो जाएगी।

पोलीमराइजेशन (डीपी) की डिग्री एक विस्कोमेट्रिक विधि द्वारा सेलूलोज़ समाधानों की चिपचिपाहट को मापने के द्वारा निर्धारित की जाती है। तकनीकी सेलुलोज विषम है और विभिन्न डीपी के साथ उच्च आणविक भार अंशों का मिश्रण है। निर्धारित डीपी सेल्यूलोज श्रृंखलाओं की औसत लंबाई को व्यक्त करता है और तकनीकी सेलुलोज के लिए 4000-5500 की सीमा में है।

सेल्यूलोज के यांत्रिक शक्ति गुणों को 60 डिग्री तक पीसने के बाद परीक्षण किया जाता है? एसएचआर। आंसू, फ्रैक्चर, छिद्रण और फाड़ के लिए सबसे अधिक परिभाषित प्रतिरोध। कच्चे माल के प्रकार, उत्पादन विधि, प्रसंस्करण मोड और अन्य कारकों के आधार पर, सूचीबद्ध संकेतक बहुत विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हो सकते हैं। कागज बनाने वाले गुण गुणों का एक समूह है जो उत्पादित कागज की आवश्यक गुणवत्ता की उपलब्धि को निर्धारित करते हैं और कई विभिन्न संकेतकों की विशेषता होती है, उदाहरण के लिए, इससे कागज बनाने की तकनीकी प्रक्रियाओं में एक रेशेदार सामग्री का व्यवहार, परिणामी पेपर पल्प और तैयार कागज के गुणों पर इसका प्रभाव।

सेल्यूलोज की गंदगी को सेल्यूलोज फ़ोल्डर के नम नमूने के दोनों किनारों पर एक निश्चित शक्ति के प्रकाश स्रोत के साथ चमकते हुए छींटों की गिनती करके निर्धारित किया जाता है और 1 और 1 सतह को संदर्भित स्पेक की संख्या द्वारा व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, मानकों द्वारा अनुमत विभिन्न प्रक्षालित पल्प के लिए मलबे की सामग्री 160 से 450 टुकड़े प्रति 1 एम 2 और बिना ब्लीच वाले पल्प के लिए - 2000 से 4000 टुकड़ों तक हो सकती है।

तकनीकी अनब्लीच्ड सेल्युलोज कई प्रकार के उत्पादों के निर्माण के लिए उपयुक्त है - न्यूजप्रिंट और बोरी पेपर, कंटेनर बोर्ड, आदि। लेखन और प्रिंटिंग पेपर के उच्चतम ग्रेड प्राप्त करने के लिए, जहां उच्च सफेदी की आवश्यकता होती है, मध्यम-कठोर और नरम सेलूलोज़ का उपयोग किया जाता है, जो रासायनिक अभिकर्मकों के साथ ब्लीच किया जाता है, उदाहरण के लिए, क्लोरीन, डाइऑक्साइड क्लोरीन, कैल्शियम या सोडियम हाइपोक्लोराइट, हाइड्रोजन पेरोक्साइड।

विशेष रूप से शुद्ध (परिष्कृत) सेल्युलोज जिसमें 92-97% अल्फा-सेल्यूलोज (यानी 17.5% जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल में अघुलनशील सेल्यूलोज अंश) होता है, का उपयोग रासायनिक फाइबर के निर्माण के लिए किया जाता है, जिसमें विस्कोस रेशम और उच्च शक्ति वाले विस्कोस कॉर्ड फाइबर शामिल हैं। कार के टायर।

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।

पॉलीसेकेराइड के समूह से एक जटिल कार्बोहाइड्रेट जो पौधों की कोशिका भित्ति का हिस्सा होता है, सेल्युलोज या फाइबर कहलाता है। पदार्थ की खोज 1838 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंसलम पायेन ने की थी। सेलूलोज़ सूत्र - (सी 6 एच 10 ओ 5) एन।

संरचना

विशेषताओं की व्यापकता के बावजूद, सेल्यूलोज एक अन्य पौधे पॉलीसेकेराइड - स्टार्च से भिन्न होता है। सेल्यूलोज अणु एक लंबी, अत्यंत अशाखित सैकराइड श्रृंखला है। स्टार्च के विपरीत, जिसमें α-ग्लूकोज अवशेष होते हैं, इसमें कई β-ग्लूकोज अवशेष एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

घनी रैखिक संरचना के कारण अणु तंतु बनाते हैं।

चावल। 1. सेल्यूलोज अणु की संरचना।

सेल्युलोज में स्टार्च की तुलना में उच्च स्तर का पोलीमराइजेशन होता है।

प्राप्त

औद्योगिक परिस्थितियों में, सेल्युलोज को लकड़ी (चिप्स) से उबाला जाता है। इसके लिए अम्लीय या क्षारीय अभिकर्मकों का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, सोडियम हाइड्रोसल्फाइट, सोडियम हाइड्रॉक्साइड, लाइ।

खाना पकाने के परिणामस्वरूप, सेल्यूलोज कार्बनिक यौगिकों के मिश्रण से बनता है। इसे साफ करने के लिए क्षार के घोल का प्रयोग करें।

भौतिक गुण

फाइबर एक बेस्वाद, सफेद ठोस रेशेदार पदार्थ है। सेल्युलोज पानी और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में खराब घुलनशील है। यह श्वित्ज़र के अभिकर्मक में घुल जाता है - कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड का एक अमोनिया घोल।

बुनियादी भौतिक गुण:

• 200 डिग्री सेल्सियस पर गिर जाता है;
• 275 डिग्री सेल्सियस पर जलता है;
• 420 डिग्री सेल्सियस पर आत्म-प्रज्वलित करना;
• 467 डिग्री सेल्सियस पर पिघला देता है।

प्रकृति में, सेल्यूलोज पौधों में पाया जाता है। यह प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनता है और पौधों में इसका संरचनात्मक कार्य होता है। यह एक खाद्य योज्य E460 है।

चावल। 2. पौधों की कोशिका भित्ति।

रासायनिक गुण

एक सैकराइड में तीन हाइड्रॉक्सिल समूहों की उपस्थिति के कारण, फाइबर पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के गुणों को प्रदर्शित करता है और एस्टर के गठन के साथ एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने में सक्षम है। ऑक्सीजन के बिना विघटित होने पर, यह लकड़ी का कोयला, पानी और वाष्पशील कार्बनिक पदार्थों में विघटित हो जाता है।

फाइबर के मुख्य रासायनिक गुण तालिका में प्रस्तुत किए गए हैं।

प्रतिक्रिया	विवरण	समीकरण
हाइड्रोलिसिस	यह ग्लूकोज के निर्माण के साथ अम्लीय वातावरण में गर्म होने पर आगे बढ़ता है	(सी 6 एच 10 ओ 5) एन + एनएच 2 ओ (टी °, एच 2 एसओ 4) → एनसी 6 एच 12 ओ 6
एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ	सल्फ्यूरिक और एसिटिक एसिड की उपस्थिति में ट्राईसेटाइलसेलुलोज का निर्माण	(सी 6 एच 10 ओ 5) एन + 3एनसीएच 3 सीओओएच (एच 2 एसओ 4) → (सी 6 एच 7 ओ 2 (ओकोच 3) 3) एन + 3एनएच 2 ओ
नाइट्रट करना	परिवेश के तापमान पर केंद्रित नाइट्रिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है। एक एस्टर बनता है - सेल्यूलोज ट्रिनिट्रेट या पाइरोक्सिलिन, जिसका उपयोग धुआं रहित पाउडर बनाने के लिए किया जाता है	(सी 6 एच 10 ओ 5) एन + एनएचएनओ 3 (एच 2 एसओ 4) → एन
	कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का पूर्ण ऑक्सीकरण होता है	(सी 6 एच 10 ओ 5) एन + 6एनओ 2 (टी °) → 6एनसीओ 2 + 5एनएच 2 ओ

चावल। 3. पायरोक्सिलिन।

सेलूलोज़ का उपयोग मुख्य रूप से पेपरमेकिंग के साथ-साथ एस्टर, अल्कोहल, ग्लूकोज के उत्पादन के लिए किया जाता है।

हमने क्या सीखा?

सेलूलोज़ या फाइबर कार्बोहाइड्रेट के वर्ग से एक बहुलक है, जिसमें β-ग्लूकोज अवशेष होते हैं। यह पादप कोशिका भित्ति का एक भाग है। यह एक सफेद, बेस्वाद पदार्थ है जो पानी और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में खराब घुलनशील फाइबर बनाता है। सेल्यूलोज को पकाने से लकड़ी से अलग किया जाता है। यौगिक एस्टरीफिकेशन और हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है और हवा की अनुपस्थिति में विघटित हो सकता है। पूरी तरह से विघटित होने पर, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड बनाता है।