Com obtenir cel·lulosa del cotó?

Introducció a l'extracció de cel·lulosa del cotó:
El cotó, una fibra natural, es compon principalment de cel·lulosa, una cadena de polisacàrids formada per unitats de glucosa.L'extracció de cel·lulosa del cotó implica trencar les fibres de cotó i eliminar les impureses per obtenir un producte de cel·lulosa pura.Aquesta cel·lulosa extreta té diverses aplicacions en indústries com la tèxtil, paperera, farmacèutica i alimentària.

Pas 1: recol·lecció i pretractament del cotó:
Recollida: Les fibres de cotó s'obtenen de les capelles de la planta de cotó.Les càpsules es recullen quan maduren i s'obren, revelant les fibres blanques i esponjoses que hi ha al seu interior.
Neteja: Després de la collita, el cotó passa per processos de neteja per eliminar impureses com ara brutícia, llavors i fragments de fulles.Això garanteix que la cel·lulosa extreta sigui d'alta puresa.
Assecat: després s'asseca el cotó netejat per eliminar l'excés d'humitat.L'assecat és crucial, ja que el cotó humit pot provocar un creixement microbià, que pot degradar la qualitat de la cel·lulosa.

Pas 2: processament mecànic:
Obertura i neteja: el cotó sec se sotmet a un processament mecànic per separar les fibres i eliminar les impureses restants.Aquest procés consisteix a obrir les bales de cotó i passar-les per màquines que netegen i espongen encara més les fibres.
Cardat: el cardat és el procés d'alinear les fibres de cotó en una disposició paral·lela per formar una fina xarxa.Aquest pas ajuda a aconseguir uniformitat en la disposició de la fibra, que és crucial per al processament posterior.
Dibuix: En el dibuix, les fibres cardades són allargades i reduïdes a un gruix més fi.Aquest pas garanteix que les fibres estiguin uniformement distribuïdes i alineades, millorant la resistència i la qualitat del producte final de cel·lulosa.

Pas 3: processament químic (mercerització):
Mercerització: la mercerització és un tractament químic que s'utilitza per millorar les propietats de les fibres de cel·lulosa, inclosa l'augment de la força, la brillantor i l'afinitat pels colorants.En aquest procés, les fibres de cotó es tracten amb una solució d'hidròxid de sodi (NaOH) o un altre àlcali a una concentració i temperatura específiques.
Inflor: el tractament alcalí fa que les fibres de cel·lulosa s'inflen, provocant un augment del seu diàmetre i superfície.Aquesta inflor exposa més grups hidroxil a la superfície de la cel·lulosa, fent-la més reactiva per a les reaccions químiques posteriors.
Esbandida i neutralització: després de la mercerització, les fibres s'esbandeixen a fons per eliminar l'excés d'àlcali.L'àlcali es neutralitza mitjançant una solució àcida per estabilitzar la cel·lulosa i evitar més reaccions químiques.

Pas 4: Pulpament:
Dissolució de la cel·lulosa: les fibres de cotó merceritzats es sotmeten a polpa, on es dissolen en un dissolvent per extreure la cel·lulosa.Els dissolvents comuns utilitzats per a la dissolució de la cel·lulosa inclouen N-metilmorfolina-N-òxid (NMMO) i líquids iònics com l'acetat d'1-etil-3-metilimidazoli ([EMIM][OAc]).
Homogeneïtzació: la solució de cel·lulosa dissolta s'homogeneïtza per garantir la uniformitat i consistència.Aquest pas ajuda a aconseguir una solució de cel·lulosa homogènia adequada per al processament posterior.

Pas 5: Regeneració:
Precipitació: un cop dissolta la cel·lulosa, cal regenerar-la a partir del dissolvent.Això s'aconsegueix precipitant la solució de cel·lulosa en un bany sense dissolvent.El no dissolvent fa que la cel·lulosa torni a precipitar en forma de fibres o una substància semblant a un gel.
Rentat i assecat: la cel·lulosa regenerada es renta a fons per eliminar qualsevol residu de dissolvent i impureses.Després s'asseca per obtenir el producte final de cel·lulosa en forma de fibres, escates o pols, depenent de l'aplicació prevista.

Pas 6: Caracterització i control de qualitat:
Anàlisi: La cel·lulosa extreta es sotmet a diverses tècniques analítiques per avaluar la seva puresa, pes molecular, cristal·linitat i altres propietats.Tècniques com la difracció de raigs X (XRD), l'espectroscòpia infraroja de transformada de Fourier (FTIR) i la microscòpia electrònica d'escaneig (SEM) s'utilitzen habitualment per a la caracterització de la cel·lulosa.
Control de qualitat: s'implementen mesures de control de qualitat al llarg del procés d'extracció per garantir la coherència i el compliment dels estàndards especificats.Es controlen i optimitzen paràmetres com la concentració de dissolvents, la temperatura i el temps de processament per aconseguir la qualitat desitjada de cel·lulosa.

Pas 7: Aplicacions de cel·lulosa:
Tèxtils: la cel·lulosa extreta del cotó té un ús extensiu a la indústria tèxtil per a la fabricació de teixits, fils i roba.Es valora per la seva suavitat, absorció i transpirabilitat.
Paper i embalatge: la cel·lulosa és un ingredient clau en la producció de paper, cartró i materials d'embalatge.Proporciona resistència, durabilitat i imprimibilitat a aquests productes.
Farmacèutics: els derivats de la cel·lulosa com l'acetat de cel·lulosa i la hidroxipropil cel·lulosa s'utilitzen en formulacions farmacèutiques com a aglutinants, desintegrants i agents d'alliberament controlat.
Aliments i begudes: els derivats de la cel·lulosa com la metil cel·lulosa i la carboximetil cel·lulosa s'utilitzen a la indústria alimentària com a espessidors, estabilitzadors i emulsionants en diversos productes alimentaris i begudes.

L'extracció de cel·lulosa del cotó implica una sèrie de passos que inclouen la collita, el pretractament, el processament mecànic, el processament químic, la pasta, la regeneració i la caracterització.Cada pas és essencial per aïllar la cel·lulosa pura amb propietats desitjables.La cel·lulosa extreta té diverses aplicacions en indústries com la tèxtil, el paper, la farmacèutica i l'alimentació, la qual cosa la converteix en un polímer natural valuós i versàtil.Els processos d'extracció eficients i les mesures de control de qualitat garanteixen la producció de cel·lulosa d'alta qualitat adequada per a diverses aplicacions.