কিভাবে তুলো থেকে সেলুলোজ পেতে?

তুলা থেকে সেলুলোজ নিষ্কাশনের ভূমিকা:
তুলা, একটি প্রাকৃতিক ফাইবার, মূলত সেলুলোজ, গ্লুকোজ ইউনিট সমন্বিত একটি পলিস্যাকারাইড চেইন দ্বারা গঠিত।তুলা থেকে সেলুলোজ নিষ্কাশন একটি বিশুদ্ধ সেলুলোজ পণ্য প্রাপ্ত করার জন্য তুলার ফাইবার ভেঙে ফেলা এবং অমেধ্য অপসারণ করে।এই নিষ্কাশিত সেলুলোজ শিল্প যেমন টেক্সটাইল, কাগজ, ফার্মাসিউটিক্যালস, এবং খাদ্য বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন আছে.

ধাপ 1: তুলার সংগ্রহ এবং প্রাক-শোধন:
ফসল সংগ্রহ: তুলা গাছের বোল থেকে তুলার তন্তু পাওয়া যায়।বোলগুলি বাছাই করা হয় যখন সেগুলি পরিপক্ক হয় এবং ফেটে যায়, যা ভিতরে তুলতুলে সাদা তন্তু প্রকাশ করে।
পরিষ্কার করা: ফসল কাটার পরে, তুলা পরিষ্কার করার প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় যাতে ময়লা, বীজ এবং পাতার টুকরোগুলির মতো অমেধ্য অপসারণ করা হয়।এটি নিশ্চিত করে যে নিষ্কাশিত সেলুলোজ উচ্চ বিশুদ্ধতার।
শুকানো: পরিষ্কার করা তুলা অতিরিক্ত আর্দ্রতা অপসারণ করার জন্য শুকানো হয়।শুকানো অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কারণ ভেজা তুলা মাইক্রোবিয়াল বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করতে পারে, যা সেলুলোজের গুণমানকে ক্ষুন্ন করতে পারে।

ধাপ 2: যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণ:
খোলা এবং পরিষ্কার করা: শুকনো তুলা যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণের মধ্য দিয়ে ফাইবারগুলিকে আলাদা করতে এবং অবশিষ্ট কোনো অমেধ্য অপসারণ করে।এই প্রক্রিয়ার মধ্যে তুলার গাঁট খোলা এবং সেগুলোকে মেশিনের মধ্য দিয়ে যাওয়া জড়িত যা ফাইবারকে আরও পরিষ্কার করে এবং ফ্লাফ করে।
কার্ডিং: কার্ডিং হল একটি পাতলা জাল তৈরি করার জন্য তুলার তন্তুগুলিকে সমান্তরাল বিন্যাসে সারিবদ্ধ করার প্রক্রিয়া।এই পদক্ষেপটি ফাইবার বিন্যাসে অভিন্নতা অর্জনে সহায়তা করে, যা পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
অঙ্কন: অঙ্কনে, কার্ডেড ফাইবারগুলি দীর্ঘায়িত হয় এবং একটি সূক্ষ্ম বেধে হ্রাস পায়।এই ধাপটি নিশ্চিত করে যে ফাইবারগুলি সমানভাবে বিতরণ এবং সারিবদ্ধ, চূড়ান্ত সেলুলোজ পণ্যের শক্তি এবং গুণমান উন্নত করে।

ধাপ 3: রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ (মার্সারাইজেশন):
মার্সারাইজেশন: মার্সারাইজেশন হল একটি রাসায়নিক চিকিত্সা যা সেলুলোজ ফাইবারের বৈশিষ্ট্যগুলিকে বাড়ানোর জন্য ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে বর্ধিত শক্তি, দীপ্তি এবং রঞ্জকগুলির প্রতি আনুগত্য রয়েছে।এই প্রক্রিয়ায়, তুলার তন্তুগুলিকে একটি নির্দিষ্ট ঘনত্ব এবং তাপমাত্রায় সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড (NaOH) বা অন্য ক্ষার দিয়ে চিকিত্সা করা হয়।
ফোলা: ক্ষার চিকিত্সার ফলে সেলুলোজ ফাইবারগুলি ফুলে যায়, যার ফলে তাদের ব্যাস এবং পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায়।এই ফোলা সেলুলোজ পৃষ্ঠে আরও হাইড্রোক্সিল গ্রুপকে প্রকাশ করে, যা পরবর্তী রাসায়নিক বিক্রিয়ার জন্য এটিকে আরও বেশি প্রতিক্রিয়াশীল করে তোলে।
ধুয়ে ফেলা এবং নিরপেক্ষকরণ: মার্সারাইজেশনের পরে, অতিরিক্ত ক্ষার অপসারণের জন্য ফাইবারগুলি পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে ধুয়ে ফেলা হয়।সেলুলোজকে স্থিতিশীল করতে এবং আরও রাসায়নিক বিক্রিয়া প্রতিরোধ করতে অ্যাসিডিক দ্রবণ ব্যবহার করে ক্ষারকে নিরপেক্ষ করা হয়।

ধাপ 4: পাপিং:
সেলুলোজ দ্রবীভূত করা: মার্সারাইজড তুলার তন্তুগুলিকে তখন পাল্পিং করা হয়, যেখানে সেগুলি সেলুলোজ নিষ্কাশনের জন্য একটি দ্রাবকের মধ্যে দ্রবীভূত হয়।সেলুলোজ দ্রবীভূত করার জন্য ব্যবহৃত সাধারণ দ্রাবকগুলির মধ্যে রয়েছে এন-মিথাইলমরফোলিন-এন-অক্সাইড (NMMO) এবং আয়নিক তরল যেমন 1-ইথাইল-3-মিথিলিমিডাজোলিয়াম অ্যাসিটেট ([EMIM][OAc])।
সমজাতকরণ: দ্রবীভূত সেলুলোজ দ্রবণকে একজাত করা হয় যাতে অভিন্নতা এবং সামঞ্জস্য বজায় থাকে।এই পদক্ষেপটি আরও প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত একটি সমজাতীয় সেলুলোজ দ্রবণ অর্জনে সহায়তা করে।

ধাপ 5: পুনর্জন্ম:
বৃষ্টিপাত: একবার সেলুলোজ দ্রবীভূত হয়ে গেলে, এটি দ্রাবক থেকে পুনরুত্পাদন করা প্রয়োজন।এটি সেলুলোজ দ্রবণকে অদ্রাবক স্নানে ঢেলে দিয়ে অর্জন করা হয়।অ-দ্রাবক সেলুলোজকে ফাইবার বা জেলের মতো পদার্থের আকারে পুনরায় অবক্ষয় ঘটায়।
ধোয়া এবং শুকানো: পুনরুত্থিত সেলুলোজ যেকোন অবশিষ্ট দ্রাবক এবং অমেধ্য অপসারণের জন্য পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে ধুয়ে ফেলা হয়।তারপরে এটিকে ফাইবার, ফ্লেক্স বা পাউডার আকারে চূড়ান্ত সেলুলোজ পণ্য পাওয়ার জন্য শুকানো হয়, উদ্দেশ্যযুক্ত প্রয়োগের উপর নির্ভর করে।

ধাপ 6: চরিত্রায়ন এবং গুণমান নিয়ন্ত্রণ:
বিশ্লেষণ: নিষ্কাশিত সেলুলোজ এর বিশুদ্ধতা, আণবিক ওজন, স্ফটিকতা এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলি মূল্যায়ন করার জন্য বিভিন্ন বিশ্লেষণাত্মক কৌশলের মধ্য দিয়ে যায়।এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন (XRD), ফুরিয়ার-ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি (FTIR), এবং স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) এর মতো কৌশলগুলি সাধারণত সেলুলোজ চরিত্রায়নের জন্য ব্যবহৃত হয়।
মান নিয়ন্ত্রণ: নির্দিষ্ট মানগুলির ধারাবাহিকতা এবং আনুগত্য নিশ্চিত করতে গুণ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থাগুলি নিষ্কাশন প্রক্রিয়া জুড়ে প্রয়োগ করা হয়।দ্রাবক ঘনত্ব, তাপমাত্রা এবং প্রক্রিয়াকরণের সময় মত পরামিতিগুলি সেলুলোজের পছন্দসই গুণমান অর্জনের জন্য নিরীক্ষণ এবং অপ্টিমাইজ করা হয়।

ধাপ 7: সেলুলোজের প্রয়োগ:
টেক্সটাইল: তুলা থেকে নিষ্কাশিত সেলুলোজ কাপড়, সুতা এবং পোশাক তৈরির জন্য টেক্সটাইল শিল্পে ব্যাপক ব্যবহার পাওয়া যায়।এটি এর স্নিগ্ধতা, শোষকতা এবং শ্বাসকষ্টের জন্য মূল্যবান।
কাগজ এবং প্যাকেজিং: সেলুলোজ হল কাগজ, পিচবোর্ড এবং প্যাকেজিং উপকরণ উৎপাদনের একটি মূল উপাদান।এটি এই পণ্যগুলির শক্তি, স্থায়িত্ব এবং মুদ্রণযোগ্যতা প্রদান করে।
ফার্মাসিউটিক্যালস: সেলুলোজ ডেরিভেটিভস যেমন সেলুলোজ অ্যাসিটেট এবং হাইড্রক্সিপ্রোপাইল সেলুলোজ ফার্মাসিউটিক্যাল ফর্মুলেশনে বাইন্ডার, ডিসইন্টেগ্রান্ট এবং নিয়ন্ত্রিত-মুক্তি এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
খাদ্য ও পানীয়: সেলুলোজ ডেরাইভেটিভ যেমন মিথাইল সেলুলোজ এবং কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ খাদ্য শিল্পে বিভিন্ন খাদ্য ও পানীয় পণ্যে ঘন, স্টেবিলাইজার এবং ইমালসিফায়ার হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

তুলা থেকে সেলুলোজ আহরণে ফসল কাটা, প্রাক-চিকিত্সা, যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণ, রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ, পাপিং, পুনরুত্থান এবং চরিত্রায়ন সহ একাধিক ধাপ জড়িত।পছন্দসই বৈশিষ্ট্য সহ বিশুদ্ধ সেলুলোজ বিচ্ছিন্ন করার জন্য প্রতিটি পদক্ষেপ অপরিহার্য।নিষ্কাশিত সেলুলোজের টেক্সটাইল, কাগজ, ফার্মাসিউটিক্যালস এবং খাদ্যের মতো শিল্পে বিভিন্ন ধরনের প্রয়োগ রয়েছে, যা এটিকে একটি মূল্যবান এবং বহুমুখী প্রাকৃতিক পলিমার তৈরি করে।দক্ষ নিষ্কাশন প্রক্রিয়া এবং মান নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত উচ্চ-মানের সেলুলোজ উৎপাদন নিশ্চিত করে।