Целлюлоза это сложное органическое вещество, полимер, входит в состав растительных клеточных стенок.
Безвкусное белое вещество, плохо растворяется в воде, основное получение переработка древесины путем варки.
Химическая формула целлюлозы (C6H10O5)n, основное применение в производстве бумаги, а также пищевые добавки.
Что такое целлюлоза?
Целлюлоза представляет собой органическое соединение с химической формулой (C6H10O5)n.
Это полисахарид, который содержит линейную цепочку из многих сотен- многих тысяч β(1→ 4) единиц связанной D-глюкозы.
Это также важный структурный компонент первичной клеточной стенки зеленых растений, различных форм водорослей и оомицетов.
Несколько видов бактерий выделяют его для образования биопленок.
Целлюлоза также является самым распространенным органическим полимером на Земле.
Содержание целлюлозы в хлопковом волокне составляет 90%, в высушенной конопле — примерно 57%, а в древесине — 40-50%.
Объясненные области применения целлюлозы
Целлюлоза в основном используется для производства бумаги и картона. Меньшие количества целлюлозы перерабатываются в широкий спектр производных продуктов, таких как вискоза и целлофан.
Переработка целлюлозы из энергетических культур в биотопливо, такое как целлюлозный этанол, находится в стадии разработки в качестве возобновляемого источника топлива.
В промышленности целлюлозу в основном получают из хлопка и древесной массы.
Некоторые животные, особенно термиты, жвачные, могут переваривать клетчатку с помощью симбиотических микроорганизмов, живущих в их кишечнике, таких как Trichonympha.
Целлюлоза — это неперевариваемый компонент нерастворимых пищевых волокон в питании человека, который действует как гидрофильный наполнитель для каловых масс и потенциально способствует дефекации.
Свойства целлюлозы
Большинство свойств целлюлозы зависит от длины цепи или степени полимеризации, а количество молекул глюкозы, составляющих полимерную молекулу, велико.
Она нерастворима в большинстве органических растворителей, воде, не имеет запаха, биоразлагаем и хирален.
Физические и химические свойства целлюлозы, приведенные ниже:
Формула целлюлозы (Химическая формула целлюлозы) (C6H10O5)n
Молекулярный вес или Молярная масса 162,1406 г/моль
Плотность 1,5 г/см3
Внешний вид Белый Порошок
Температура плавления 260-270 °C
Структура целлюлозы
При высоких температурах он может быть расщеплен до глюкозы путем обработки концентрированными минеральными кислотами.
По сравнению с крахмалом он более кристаллический.
Крахмал переходит из кристаллического состояния в аморфное при 60-70 градусах, тогда как для целлюлозы требуется 320 градусов и давление 25 мегапаскалей.
Разрушение целлюлозы (Целлюлолиз)
Это определяется как процесс расщепления молекул целлюлозы на более мелкие полисахариды, известные как целлодекстрины, или полностью на глюкозные звенья.
Это известно как реакция гидролиза.
Поскольку молекулы целлюлозы прочно связываются друг с другом, процесс целлюлолиза относительно сложен по сравнению с расщеплением других полисахаридов.
Однако этот процесс может быть значительно интенсифицирован в соответствующем растворителе. Например, в ионной жидкости.
Большинство млекопитающих обладают ограниченной способностью переваривать пищевые волокна, такие как целлюлоза.
Некоторые жвачные животные, такие как овцы и коровы, содержат определенные симбиотические анаэробные бактерии (такие как Ruminococcus и Cellulomonas) во флоре рубца.
Эти бактерии вырабатывают ферменты, называемые целлюлазами, которые гидролизуют целлюлозу. Затем продукты распада используются бактериями для размножения.
Позже бактериальная масса переваривается жвачным животным в его пищеварительной системе (тонком кишечнике и желудке).
Лошади также используют эту клетчатку в своем рационе путем ферментации в задней кишке.
Некоторые термиты содержат в задних кишках некоторых жгутиковых простейших целлюлозу, продуцирующую такие ферменты, в то время как другие могут продуцировать целлюлазу или содержать бактерии.
Ферментами, которые используются для расщепления гликозидной связи в целлюлозе, являются гликозидгидролазы, включая глюкозидазы экзодействующего действия и целлюлазы эндодействующего действия.
Обычно такие ферменты секретируются как часть мультиферментных комплексов, которые могут включать в себя доктрины и модули, связывающие углеводы.
Разрушение целлюлозы (Термолиз)
При температурах, падающих выше 350 °C, целлюлоза подвергается термолизу (иначе называемому «пиролиз»), разлагаясь на пар, твердый уголь, аэрозоли, а также газы, такие как диоксид углерода.
Максимальный выход паров, которые конденсируются в жидкость, известную как био-масло, достигается при температуре 500 °C.
Полукристаллические полимеры целлюлозы вступают в реакцию при температурах пиролиза (350-600 ° C) в течение нескольких секунд.
Было показано, что это превращение происходит путем перехода твердого вещества в жидкость и пар, включая жидкость (известную как расплавленная целлюлоза или промежуточная жидкая целлюлоза), существующую всего одну долю секунды.
Расщепление гликозидной связи приводит к образованию коротких целлюлозных цепей, которые варьируются от двух до семи мономеров, составляющих расплав.
При барботаже промежуточной жидкой целлюлозы образуются аэрозоли, состоящие из короткоцепочечных ангидроолигомеров, которые получают из расплава.
Кроме того, продолжающееся разложение расплавленной целлюлозы приводит к образованию летучих соединений, включая фураны, легкие оксигенаты, левоглюкозан, пираны и газы в результате первичных реакций.
В образцах плотной целлюлозы летучие соединения, такие как левоглюкозан, подвергаются «вторичным реакциям» с образованием летучих продуктов, включая легкие оксигенаты — гликолевый альдегид и пираны.
Промышленное применение целлюлозы
В промышленности используемая целлюлоза в основном получается из хлопка и древесной массы.
Волокна
Целлюлоза является основным ингредиентом текстиля. На синтетику (нейлон) и хлопок приходится около 40% рынка по объему.
Другие растительные волокна, такие как сизаль, джут, конопля, составляют около 20% рынка.
В то время как целлофан, вискоза и другие «регенерированные целлюлозные волокна» занимают небольшую долю (5%).
Бумажные изделия
Целлюлоза также является основным компонентом картона, бумаги и картонной массы.
Электроизоляционная бумага
Целлюлоза может использоваться в различных формах в качестве изоляции в кабелях, трансформаторах и другом электрооборудовании.
Часто задаваемые вопросы по целлюлозе
Перечислите некоторые виды промышленного применения целлюлозы?
Существует множество промышленных применений, для которых используется целлюлоза. Некоторые из них перечислены ниже.
Расходные материалы
Порошкообразная целлюлоза (E460ii) и микрокристаллическая целлюлоза (E460i) используются в качестве неактивных наполнителей в таблетках лекарственных средств и в широком спектре растворимых производных целлюлозы.
Принимая во внимание, что E с номерами от E461 до E469 используются в качестве загустителей, эмульгаторов и стабилизаторов в обработанных пищевых продуктах.
Например, порошок целлюлозы используется в плавленом сыре для предотвращения слеживания внутри упаковки.
Клетчатка естественным образом содержится в некоторых продуктах питания и является добавкой в промышленные пищевые продукты.
Внося неперевариваемый компонент, который используется для придания объема и текстуры, потенциально способствуя дефекации.
Для чего используется целлюлоза?
Целлюлоза в основном используется в производстве бумаги и картона. Меньшие количества перерабатываются в широкий спектр производных, таких как вискоза и целлофан.
Продолжается переработка целлюлозы из энергетических культур в биотопливо, такое как целлюлозный этанол, в качестве возобновляемого источника топлива.
Применение целлюлозы
Основные области применения целлюлозы можно перечислить следующим образом:
1. Он используется в качестве добавки во многих продуктах питания
2. Он также используется для производства бумажных и картонных изделий
3. Его можно использовать в качестве консерванта в сыре, поскольку он играет роль средства против образования комков
4. Он используется в производстве вискозы
5. Он используется в производстве нитроцеллюлозы
6. Он также используется при изготовлении взрывчатых веществ например тринитроцеллюлоза.
7. Клетчатка используется в качестве добавки к клетчатке в рационе.
Статья на тему целлюлоза