2.1-жадвалда келтирилган [19].
2.1-жадвал
Порошокли целлюлозанинг хоссалари
Пахта ва ёғоч целлюлозасидан порошокли целлюлоза олиш бир неча босқичларда гетероген ҳолатда кислотали гидролиз- лаб олинади [2026]: гидролиз эритма тайёрлаш, целлюлозани гидролизлаш, ювиш, қуритиш, дисперглаш ва саралаш. Дес- трукцияловчи агент ўрнида хлорид ва нитрат кислоталарининг сувли эритмаси танланган. Олинган порошокли целлюлозанинг сифати озиқ-овқат, тиббиёт ва фармацевтика талабларига жавоб бериши учун ТШ 9199-005-12043303-96 «Целлюлоза микро- кристаллическая порошковая» ишлаб чиқилган.
Ёғоч целлюлозасидан олинган порошокли целлюлоза уну- ми камлиги ва чегарали (предельный) полимерланиш даража- си юқорилиги билан характерланади. Сабаби целлюлозанинг аморф қисми гидролизга учраб, эритмага ўтиб кетади. Хом ашё ўрнида олинган целлюлозанинг морфологик тузилиши олинган маҳсулотнинг кўрсаткичларига таъсир этади. Яъни ёғоч цел- люлозасидан олинган порошокли целлюлоза сувни ўзида тутиб қолиши ва сорбциялаш қобилияти пахтадан олинган целлюло- зага қараганда анча юқори.
Ўта майда, заррачаларининг ўлчамлари 50 мкм ли тола- ли порошокли целлюлоза гидродинамик куч таъсир эттири- либ олинган [27]. Унинг энг муҳим физик-кимёвий хоссалари: ИҚ-спектрининг ўзгариши; целлюлозанинг кимёвий ўзгариши (карбоксил гуруҳлар ҳосил бўлиши); дегидрирланиши ва дегид- ратацияланиши; сорбцияланишини ортиши. ПЦ олишнинг бо- шқа усули сувсиз эритувчи 1,2,3-пропантриолдан сув билан чўктириш орқали олиш [18]. Бир қатор олимлар томонидан ўта майда дисперсли целлюлоза намуналарининг структураси ўрга- нилган [28, 29]. Намуналар ҳар хил пахта хом ашёсидан конвек- тив гидролиз усулида ёки гамма нури билан ҳар хил дозалар- да (20150 Мрад) радиацион-кимёвий деструкциялаб, қўшим- ча шарли тегирмонда майдалаб олинган. Олинган ПЦ намуна сунъий чарм, ПХВ асосида хўжалик плёнка олиш жараёнида тўлдирувчи сифатида синалган. Порошокли целлюлоза суюқ аралаш моддаларни ажратишда, нозик тозалашда ҳамда поли-
мер композитлар тайёрлашда қўлланилади. Механик усулда майдалаб тайёрланган ПЦ сорбент ва фильтр материал сифати- да кенг қўлланилади [30].
Целлюлозадан порошок кўриншида материал олишда нит- рат кислотадан кенг фойдаланган [31]. HN0
3
3
Пахта момиғидан порошокли целлюлозани олишнинг опти-
мал шароити: 4% HN0
3
о
ишлов бериб, сувда ювиш ва 0,5% NaOH эритмасида чайиш, қу- ритиш ва майдалаш. Сўнгра 4% HN0
3
2%кинетикаси ўрганилганда назарий ҳисобланган тезлик констан- тасининг амалдагидан фарқ қилиши аниқланган. Бунинг сабаби ички ва ташқи дифференциал реакциянинг тормозланиши деб қабул қилинган. Лекин энергия фаоллигини аниқлаш натижаси- да, кислота-каталитик гидролиз жараёнида дифференциал тор- мозланиш эффекти йўқлиги кузатилган. Кислота концентрация- сининг ортиши билан гидролиз жараёни тезлиги ортади, лекин ортиш чизиқли эмас. Концентрацияни 2,5 баробар орттирганда целлюлозанинг гидролитик деструкцияси, жараён параметрла- рини назорат хатосини ҳисобга олганда 2,2 баробарга ортган. Целлюлозанинг кислота-каталитик гидролиз жарёнини ўрга- ниш тадқиқоти, тегишли кўрсаткичли маҳсулот ишлаб чиқариш технологиясини яратиш имконини беради [35].
Пахта момиғи, ёғоч ва канопдан порошок кўринишли целлюлоза олиш, уларнинг хоссалари
Порошок шаклидаги целлюлоза (ПЦ) целлюлоза мате- риаллари ичида кенг тарқалган материаллардан ҳисобланади. ПЦ барча турдаги толали ўсимлик хом ашёсидан олинган, тозаланган, механик усулда дезинтегрланган целлюлоза αцел- люлозага ишлов бериб олинган материал. Унинг полимерланиш даражаси 1000 дан кам, фармацевтик ва озиқ-овқат саноатида қўлланилади. Порошокли целлюлозанинг ўзига хослиги мо- лекуляр массасида полидисперслик катта бўлади. Бу соҳа бўйи- ча Россия, Ўзбекистон ва бошқа мамлакат олимлари тадқиқот- лар олиб боришган. Жумладан, Ю. В. Мартакова [36] кўплаб тадқиқотлар олиб бориб, порошокли целлюлозанинг табиий то- лали целлюлозалардан асосий фарқини, молекуляр массасини ҳамда бошқа физик-кимёвий хоссаларини [37] ўрганган.
Порошокли целлюлоза олиш
Ўсимликлардан целлюлоза қисмини ажратиб олиш кимёвий реагентлар билан юқори ҳарорат ва босимда ишлов беришга асосланган. Ёғоч целлюлозани олишнинг асосий усули сульфат- ли (NaOH ва Na
2
2.1-расм. РҒ1 маркали лаборатория тегирмони.
Механик усулда ишлов бериш. Толали суспензия (300 г 10% концентрацияли) майдалайдиган идишга солинади (2.1- расм) ва идиш девори бўйлаб бир текисда жойлаштирилиб, те- гирмоннинг тегишли айланишлар сони ўрнатилади.
Порошокли целлюлоза олишда кимёвий ишлов бериш ода- тий кучли ноорганик кислоталар билан ишлов беришга асос- ланган.
Толали ярим тайёр маҳсулотга 34% ли сульфат кислота би- лан 45
о
Ярим тайёр маҳсулотга 9% (2,5н) хлорид кислота билан ишлов бериш.
Сўнгра ювиб, қуритилади. Қуритиш жараёни сочиб қуритув- чи лаборатория қуритгичида олиб борилади. Саноат миқёсида
порошокли целлюлозали материал ювишда турли хил ювиш- га асосланган жиҳозлардан фойдаланилади: суюлтириш-ҳаво- сизлантириш, сиқиб чиқариш ва пресслаш-суюлтириш. Кенг тарқалганлари вакуум-фильтрлар ва ювиш пресслари. Саноат- да қўлланиладиган пресснинг схемаси 2.2-расмда келтирилган. Тирқишнинг камайиши валларнинг бир-бирига сиқилиши-
ни ортиради. Барабанлар юзасида целлюлоза массаси қатлами шаклланади, қатлам сиқилгандан кейин қуруқлик даражаси 30- 40% ни ташкил этади
2.2-расм. Ювиш пресси.
2.3-расм. Spin-flach drier типидаги қуритгич қурилмасининг технологик схемаси: 1 ҳаво иситкич;
2 қуритиш камераси; 3 ҳўл целлюлаза порошогини юклаш ҳудуди; 4 циклон; 5 ҳаво оқимини ёпқич; 6 чанг тутгич қопи; 7 сўрувчи вентилятор.
Пресс тешикли иккита барабанлардан иборат бўлиб, бир-би- ри томон айланади. Барабанлар 46% ли целлюлозали ваннага чўктирилган. Барабанлар орасидаги тирқишни, улардан бирини горизонтал йўналишда силжитиб бошқариш мумкин.
Аэроҳаво қуритгич Spin-flach drier технологик схемаси 2.3-расмда келтирилган.
Порошокли целлюлоза хоссалари
Ёғочдан олинган техник целлюлоза ва бир йиллик ўсимлик- лар (каноп, сомон ва пахта толаси) дан олинган целлюлозани 10% ли сульфат кислота эритмасида гидролитик деструкция- лаб, олинган бир нечта порошокли целлюлоза намуналарининг сифат кўрсаткичлари аниқланган. Барча намуналардан олинган порошокли целлюлозанинг унуми 7287%. Порошок заррача- ларининг узунлиги, мкм: пахта целлюлозасидан олинган -21- 50; ёғоч целлюлозасидан олинган -50-90; сомон целлюлозадан олинган -75. Порошокли целлюлозанинг муҳим физик кўрсат- кичларидан бири унинг ҳажм зичлиги ҳисобланади. Порошок целлюлозанинг ҳажм зичлиги заррачаларининг шакли, ўлчам- лари, намлиги, ғадир-будирлиги ва бошқа кўрсаткичларига боғ- лиқ. Ҳажм зичлиги қанча кичик бўлса, майдаланиш даражаси шунча юқори ва материалнинг сирт юзаси шунча катта бўлади. Энг катта ҳажм масса пахта целлюлозасидан олинган порошокда 0,320г/см
3
3
3
2
а) б) в)
2.4-расм. Ёғочдан олинган порошок целлюлозанинг микроскопик кўри- ниши: а) арча; б) қарағай; в) 5% ли сувли гелини юқори тезликда дис-
терглангандаги микроскопик кўриниши. (100 марта катталаштирилган).
Порошокли целлюлозани узлуксиз усулда ишлаб чиқариш
Қозон технологик университети (Россия) олимлари порошок- ли целлюлоза олиш технологияси ва қурилмаларини яратиш ҳамда такомиллаштириш бўйича кўплаб тадқиқотлар олиб бо- ришган. Жумладан, Д. Б. Просвирников бошчилигида бир гуруҳ тадқиқотчилар узлуксиз усулда порошокли целлюлоза ишлаб чиқариш қурилмасини ишлаб чиққанлиги бўйича патент олиш- ган [40,41]. Қурилманинг принципиал схемаси 2.5-расмда кел- тирилган.