Микрокристаллик целлюлоза технологияси - страница 7

Ҳозирги вақтда МКЦ ёғоч, пахта ва бир йиллик ўсим- ликлардан ҳар хил усулларда олинади. Микрокристаллик целлюлоза устидаги тадқиқотлар ўтган асрнинг 50-йил- ларида бошланган. Унинг истиқболлиги аниқлангач, 1962 йилдан бошлаб саноат миқёсида ишлаб чиқарила бошлан- ган.

Микрокристаллик целлюлоза олишнинг классик усули даст- лаб амеркалик О. А. Баттиста томонидан ишлаб чиқилган. Олиш усулини ва маҳсулот сифатини яхшилашга бағишланган бир қанча ихтиролар қилиниб, АҚШ томонидан патентланган [21- 25].

Халқаро патент [26] да микрокристаллик целлюлоза олишни бир босқичда гидролизлаб ва оқартириш усули келтирилган.

Целлюлозани гидролизлашда кислоталар ва кислота туз- лари эритмалари, айниқса, кучли кислоталар катализатор вазифасини бажаради. Гидролиз тезлиги кислотанинг табиа- тига, унинг концентрациясига, температура ва ишлов бериш давомийлигига боғлиқ. Айниқса, целлюлозани кучли гидро- лизга минерал кислоталар – хлорид, нитрат ва сульфатда олиб борилганда жараён глюкозагача бориши мумкин. СПбЛ- ТУ олимлари томонидан МКЦ олишнинг янги усули ишлаб чиқилган ўқ бўйлаб водород хлорид газини ҳаво аралашма- сидан фойдаланишга асосланган. Технологиянинг мазмуни шундаки, ҳаво қуруқлигидаги целлюлозага HCI аралашма сорбцияланганда намлиги ҳисобига юқори концентрацияли хлорид кислота ҳосил бўлиб, кучли гидролизлаш хоссасига эга бўлади. Бу жараён экзотермик ҳисобланади. Агар цел- люлозанинг намлиги 18% бўлганда, массадаги HCI концен- трацияси 40% дан ортади. Натижада массада температура 40—50^>оС гача кўтарилади. Бу шароитда целлюлозанинг аморф фракцияси 10—15 минутда гидролизга учраб, МКЦ ҳосил бўлади. МКЦ ҳосил бўлгани ИҚ спектр ва рентган дефракто- метр усуллари билан исботланган.

Гидролиз натижасида целлюлозанинг оқлик даражаси па- саяди. Сабаби, чуқур гиролизланганда сахарозаларнинг ҳосил бўлишидир. Оқартириш учун натрий гипохлорит ёки водород пероксид билан ишлов бериш мумкин.

2.2-жадвалда МКЦ гидролизлаш жараёнининг анъанавий ва инновацион усулларидаги хом ашё сарфи келтирилган.

2.2-жадвал

МКЦ олишдаги хом ашё сарфи (А. Сизов. СПбГЛТУ)

2.2-жадвал маълумотларига қараганда, МКЦ янги усулда олинганда хом ашё кам сарфланади. Гидролиз жараёни 15—20 минутда 50^>оС да якунланади.

Ишқорий усулда ишқорлар целлюлозани оксидлаб дес- трукциялайди. Пахта толасига концентрланган (100г/л) NaOH билан ишлов берганда совуқ ҳолатда ҳам ўзгаришлар кўрина- ди: толалар бўкади, мустаҳкамлиги ортади, толалар ялтироқ тусга киради. Бу жараён мерсеризация деб номланиши маъ- лум.

Буғ билан ишлов бериш усулида целлюлозага (қайси даст- лабки толали хом ашёдан олинганидан қатъи назар), автоклавда 170^>оС атрофида қисқа вақт ичида ишлов берилади. Сўнгра боси- ми атмосфера босимига келтирилади. Бу шароитда целлюлоза- нинг аморф толали қисми гидролизга учраб, кристалл қисми эса ўзгармай қолади. Агар гидролиз учун олинган целлюлозанинг полимерланиш даражаси 1000 бўлганда, гидролиз натижасида

олинган МКЦнинг полимерланиш даражаси 200—400 атрофида бўлади.

Кимёвий фаол экструзиялаш усулида целлюлозани экстру- дерда кислотали гидролизлаш 80—100^>оС ҳароратда олиб бори- лади. Бу температура экструдердаги шнекнинг корпусига ишқа- ланиши натижасида ҳосил бўлади. Жараён целлюлозанинг кис- лота билан контактини таъминлайди. Кислота билан целлюлоза нисбати 5:1 дан 8:1 атрофида. Масса ювилгач, натрий гипохло- рит ёки водород пероксид эритмаси билан оқартирилади.