Sifat kimia selulosa.
1. Dari kehidupan sehari-hari diketahui bahwa selulosa dapat terbakar dengan baik.
2. Ketika kayu dipanaskan tanpa akses udara, terjadi dekomposisi termal selulosa. Ini menghasilkan senyawa organik yang mudah menguap, air dan arang.
3. Dalam jumlah produk organik penguraian kayu - metil alkohol, asam asetat, aseton.
4. Makromolekul selulosa terdiri dari unit-unit yang serupa dengan unit-unit pembentuk pati; ia mengalami hidrolisis, dan produk hidrolisisnya, seperti pati, adalah glukosa.
5. Jika Anda menggiling potongan kertas saring (selulosa) yang direndam dalam asam sulfat pekat dalam mortar porselen dan mengencerkan bubur yang dihasilkan dengan air, dan juga menetralkan asam dengan alkali dan, seperti dalam kasus pati, uji larutan untuk mengetahui reaksinya. dengan tembaga (II) hidroksida, maka akan terlihat penampakan tembaga (I) oksida. Artinya, hidrolisis selulosa terjadi pada percobaan tersebut. Proses hidrolisis, seperti halnya pati, terjadi secara bertahap hingga terbentuk glukosa.
6. Hidrolisis selulosa secara total dapat dinyatakan dengan persamaan yang sama dengan hidrolisis pati: (C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O = nC 6 H 12 O 6.
7. Satuan struktur selulosa (C 6 H 10 O 5) n mengandung gugus hidroksil.
8. Karena golongan tersebut, selulosa dapat menghasilkan eter dan ester.
9. Selulosa nitrat sangat penting.
Fitur selulosa nitrat eter.
1. Mereka diperoleh dengan bekerja pada selulosa asam sendawa dengan adanya asam sulfat.
2. Tergantung pada konsentrasi asam nitrat dan kondisi lainnya, satu, dua atau ketiga gugus hidroksil dari setiap unit molekul selulosa masuk ke dalam reaksi esterifikasi, contoh: n + 3nHNO 3 → n + 3n H 2 O.
Sifat umum selulosa nitrat adalah sifatnya yang sangat mudah terbakar.
Selulosa trinitrat, yang disebut piroksilin, adalah zat yang sangat mudah meledak. Ini digunakan untuk menghasilkan bubuk tanpa asap.
Ester selulosa asetat – selulosa diasetat dan triasetat – juga sangat penting. Selulosa diasetat dan triasetat penampilan mirip dengan selulosa.
Penerapan selulosa.
1. Karena kekuatan mekaniknya, kayu digunakan dalam konstruksi.
2. Terbuat dari berbagai jenis bengkel tukang kayu.
3. Berupa bahan berserat (katun, rami) digunakan untuk pembuatan benang, kain, tali.
4. Selulosa yang diisolasi dari kayu (dibebaskan dari bahan penyertanya) digunakan untuk membuat kertas.
70. Memperoleh serat asetat
Ciri ciri serat asetat.
1. Sejak zaman dahulu, masyarakat banyak memanfaatkan bahan berserat alami untuk membuat pakaian dan berbagai produk rumah tangga.
2. Beberapa bahan tersebut berasal dari tumbuhan dan terdiri dari selulosa, misalnya rami, kapas, ada pula yang berasal dari hewan dan terdiri dari protein - wol, sutra.
3. Seiring dengan meningkatnya kebutuhan penduduk dan perkembangan teknologi akan kain, mulai timbul kekurangan bahan berserat. Ada kebutuhan untuk memperoleh serat secara artifisial.
Karena mereka dicirikan oleh susunan makromolekul rantai yang teratur yang berorientasi sepanjang sumbu serat, muncul ide untuk mengubah polimer alami dengan struktur yang tidak teratur melalui satu atau lain perlakuan menjadi bahan dengan susunan molekul yang teratur.
4. Polimer alami awal untuk memproduksi serat buatan adalah selulosa yang diekstraksi dari kayu, atau sisa kapas pada biji kapas setelah seratnya dihilangkan.
5. Untuk memposisikan molekul polimer linier di sepanjang sumbu serat yang terbentuk, molekul tersebut perlu dipisahkan satu sama lain dan dibuat bergerak serta mampu bergerak.
Hal ini dapat dicapai dengan melelehkan polimer atau melarutkannya.
Selulosa tidak dapat dicairkan: jika dipanaskan, selulosa akan hancur.
6. Selulosa harus diolah dengan asetat anhidrida dengan adanya asam sulfat (asetat anhidrida adalah zat esterifikasi yang lebih kuat daripada asam asetat).
7. Produk esterifikasi - selulosa triasetat - dilarutkan dalam campuran diklorometana CH 2 Cl 2 dan etil alkohol.
8. Larutan kental terbentuk di mana molekul polimer sudah dapat bergerak dan mengambil satu atau lain urutan yang diinginkan.
9. Untuk mendapatkan serat, larutan polimer dipaksa melalui cetakan - tutup logam dengan banyak lubang.
Semburan tipis larutan diturunkan ke dalam poros vertikal setinggi kira-kira 3 m, yang dilalui udara panas.
10. Di bawah pengaruh panas, pelarut menguap, dan selulosa triasetat membentuk serat tipis panjang, yang kemudian dipelintir menjadi benang dan diproses lebih lanjut.
11. Saat melewati lubang pemintal, makromolekul, seperti batang kayu saat mengarungi sungai sempit, mulai berbaris di sepanjang aliran larutan.
12. Pada proses pengolahan lebih lanjut, susunan makromolekul di dalamnya menjadi lebih teratur.
Hal ini menyebabkan kekuatan serat dan benang yang dibentuknya menjadi lebih besar.
Yang terdiri dari sisa-sisa molekul glukosa dan merupakan elemen penting untuk pembentukan cangkang semuanya sel tumbuhan. Molekulnya memiliki dan mengandung tiga gugus hidroksil. Berkat ini, ia memamerkan propertinya.
Sifat fisik selulosa
Daging buahnya berwarna putih padat, yang dapat mencapai suhu 200°C dan tidak runtuh. Namun ketika suhu naik hingga 275°C, ia mulai menyala, yang menandakan bahwa ia adalah zat yang mudah terbakar.
Jika Anda memeriksa selulosa di bawah mikroskop, Anda akan melihat bahwa strukturnya dibentuk oleh serat yang panjangnya tidak lebih dari 20 mm. Serat selulosa dihubungkan oleh banyak ikatan hidrogen, tetapi tidak mempunyai cabang. Hal ini memberi selulosa kekuatan dan kemampuan terbesar untuk mempertahankan elastisitas.
Sifat kimia selulosa
Sisa-sisa molekul glukosa penyusun selulosa terbentuk ketika. Asam sulfat dan yodium pada proses hidrolisis warna selulosa Warna biru, tapi hanya yodium - berwarna coklat.
Ada banyak reaksi dengan selulosa yang menghasilkan molekul baru. Bereaksi dengan asam nitrat, selulosa diubah menjadi nitroselulosa. Dan dalam prosesnya asam asetat Selulosa triasetat terbentuk.
Selulosa tidak larut dalam air. Pelarutnya yang paling efektif adalah cairan ionik.
Bagaimana selulosa diperoleh?
Kayu terdiri dari 50% selulosa. Dengan memasak serpihan kayu dalam waktu lama dalam larutan reagen, kemudian memurnikan larutan yang dihasilkan, Anda dapat memperolehnya di bentuk murni.
Metode pembuatan pulp berbeda-beda tergantung jenis reagennya. Mereka bisa bersifat asam atau basa. Reagen asam mengandung asam sulfat dan digunakan untuk memperoleh selulosa dari pohon dengan resin rendah. Ada dua jenis reagen alkali: soda dan sulfat. Berkat reagen soda, selulosa dapat diperoleh dari pohon gugur dan tanaman tahunan. Namun dengan menggunakan reagen ini harga selulosa sangat mahal sehingga reagen soda jarang digunakan atau tidak digunakan sama sekali.
Metode produksi yang paling umum adalah metode berdasarkan reagen sulfat. Natrium sulfat adalah bahan dasar cairan putih, yang digunakan sebagai reagen dan cocok untuk memproduksi selulosa dari bahan tanaman apa pun.
Aplikasi selulosa
Selulosa dan esternya digunakan untuk membuat serat buatan, viscose dan asetat. Bubur kayu digunakan untuk membuat berbagai macam benda: kertas, plastik, alat peledak, pernis, dan lain-lain.
Saat ini, hanya dua sumber selulosa yang penting bagi industri - kapas dan pulp kayu. Kapas hampir merupakan selulosa murni dan tidak memerlukan pemrosesan yang rumit untuk menjadi bahan awal serat buatan dan plastik non-serat. Setelah serat panjang yang digunakan untuk membuat kain katun dipisahkan dari biji kapas, masih terdapat bulu-bulu pendek, atau “serat” (bulu kapas), sepanjang 10–15 mm. Serat dipisahkan dari bijinya, dipanaskan di bawah tekanan selama 2–6 jam dengan larutan natrium hidroksida 2,5–3%, kemudian dicuci, diputihkan dengan klorin, dicuci kembali dan dikeringkan. Produk yang dihasilkan adalah 99% selulosa murni. Hasilnya adalah 80% (berat) serat, sisanya adalah lignin, lemak, lilin, pektat, dan sekam biji. Bubur kayu biasanya dibuat dari kayu pohon jenis konifera. Ini mengandung 50–60% selulosa, 25–35% lignin dan 10–15% hemiselulosa dan hidrokarbon non-selulosa. Dalam proses sulfit, serpihan kayu direbus di bawah tekanan (sekitar 0,5 MPa) pada suhu 140° C dengan sulfur dioksida dan kalsium bisulfit. Dalam hal ini, lignin dan hidrokarbon masuk ke dalam larutan dan selulosa tetap ada. Setelah dicuci dan diputihkan, massa yang telah dimurnikan dituangkan ke dalam kertas lepas, mirip dengan kertas isap, dan dikeringkan. Massa ini terdiri dari 88–97% selulosa dan cukup cocok untuk pengolahan kimia menjadi serat viscose dan selofan, serta turunan selulosa - ester dan eter.
Proses regenerasi selulosa dari larutan dengan menambahkan asam ke dalam larutan berair tembaga-amonium pekat (yaitu mengandung tembaga sulfat dan amonium hidroksida) dijelaskan oleh orang Inggris J. Mercer sekitar tahun 1844. Namun penerapan industri pertama dari metode ini, yang menandai awal mula industri serat tembaga-amonium dikaitkan dengan E. Schweitzer (1857), dan perkembangan selanjutnya berkat M. Kramer dan I. Schlossberger (1858). Dan baru pada tahun 1892 Cross, Bevin dan Beadle di Inggris menemukan proses untuk memproduksi serat viscose: larutan selulosa berair kental (karena itu namanya viscose) diperoleh setelah selulosa diolah terlebih dahulu dengan larutan soda kaustik yang kuat, yang menghasilkan “soda selulosa”, dan kemudian dengan karbon disulfida (CS 2), menghasilkan selulosa xantat yang larut. Saat memeras aliran larutan “berputar” ini melalui pemintal dengan alat kecil lubang bundar Dalam penangas asam, selulosa diregenerasi dalam bentuk serat viscose. Ketika larutan diperas ke dalam bak yang sama melalui cetakan dengan celah sempit, diperoleh lapisan film yang disebut plastik. J. Brandenberger, yang mengerjakan teknologi ini di Perancis dari tahun 1908 hingga 1912, adalah orang pertama yang mematenkan proses berkelanjutan untuk pembuatan plastik.
Struktur kimia.
Meskipun penggunaan selulosa dan turunannya dalam industri tersebar luas, bahan kimia tersebut masih diterima secara luas Formula struktural selulosa baru diusulkan (oleh W. Haworth) pada tahun 1934. Namun, sejak tahun 1913 rumus empirisnya C 6 H 10 O 5, ditentukan dari data Analisis kuantitatif sampel yang dicuci dan dikeringkan dengan baik: 44,4% C, 6,2% H, dan 49,4% O. Berkat karya G. Staudinger dan K. Freudenberg, diketahui juga bahwa ini adalah molekul polimer rantai panjang yang terdiri dari yang ditunjukkan pada Gambar . 1 mengulangi residu glukosidik. Setiap unit memiliki tiga gugus hidroksil - satu primer (– CH 2 CH OH) dan dua sekunder (> CH CH OH). Pada tahun 1920, E. Fisher telah menetapkan struktur gula sederhana, dan pada tahun yang sama, penelitian sinar-X terhadap selulosa untuk pertama kalinya menunjukkan gambaran yang jelas. pola difraksi seratnya. Pola difraksi sinar-X serat kapas menunjukkan orientasi kristal yang jelas, namun serat rami bahkan lebih teratur. Ketika selulosa diregenerasi menjadi bentuk serat, sebagian besar kristalinitasnya hilang. Betapa mudahnya untuk melihat pencapaiannya ilmu pengetahuan modern, kimia struktural selulosa praktis terhenti dari tahun 1860 hingga 1920 karena selama ini bahan pembantu disiplin ilmu diperlukan untuk memecahkan masalah tersebut.
SELULOSA YANG DI REGENERASI
Serat viscose dan plastik.
Baik serat viscose maupun selofan merupakan selulosa yang diregenerasi (dari larutan). Selulosa alami yang dimurnikan diolah dengan natrium hidroksida pekat berlebih; Setelah kelebihannya dihilangkan, gumpalan digiling dan massa yang dihasilkan disimpan dalam kondisi yang dikontrol dengan cermat. Dengan “penuaan” ini, panjang rantai polimer berkurang, yang selanjutnya mendorong pembubaran. Kemudian selulosa yang dihancurkan dicampur dengan karbon disulfida dan xantat yang dihasilkan dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida untuk mendapatkan “viscose” - larutan kental. Ketika viscose memasuki larutan asam berair, selulosa dibuat ulang darinya. Reaksi total yang disederhanakan adalah:
Serat viscose, diperoleh dengan memeras viscose melalui lubang kecil pemintal ke dalam larutan asam, banyak digunakan untuk pembuatan pakaian, gorden dan kain pelapis, serta dalam teknologi. Serat viscose dalam jumlah besar digunakan untuk sabuk teknis, pita perekat, filter, dan tali ban.
Kertas kaca.
Plastik, diperoleh dengan memeras viscose ke dalam penangas asam melalui pemintal dengan celah sempit, kemudian melewati penangas pencucian, pemutihan dan plastisisasi, dilewatkan melalui drum pengering dan digulung menjadi gulungan. Permukaan film plastik hampir selalu dilapisi dengan nitroselulosa, resin, sejenis lilin atau pernis untuk mengurangi transmisi uap air dan memberikan kemungkinan penyegelan termal, karena plastik yang tidak dilapisi tidak memiliki sifat termoplastisitas. Dalam produksi modern, lapisan polimer dari jenis polivinilidena klorida digunakan untuk ini, sebagaimana adanya pada tingkat lebih rendah bersifat permeabel terhadap kelembapan dan memberikan sambungan yang lebih tahan lama selama penyegelan panas.
Cellophane banyak digunakan terutama dalam industri pengemasan sebagai bahan pembungkus barang kering, produk makanan, produk tembakau, dan juga sebagai dasar pita pengemas berperekat.
Spons viscose.
Selain membentuk serat atau film, viscose dapat dicampur dengan bahan berserat dan kristal halus yang sesuai; Setelah perlakuan asam dan pencucian air, campuran ini diubah menjadi bahan spons viscose (Gbr. 2), yang digunakan untuk pengemasan dan insulasi termal.
Serat tembaga-amonia.
Serat selulosa yang diregenerasi diproduksi di skala industri juga dengan melarutkan selulosa dalam larutan tembaga-amonia pekat (CuSO 4 dalam NH 4 OH) dan memutar larutan yang dihasilkan menjadi serat dalam bak pengendapan asam. Serat ini disebut serat tembaga-amonia.
SIFAT-SIFAT SELULOSA
Sifat kimia.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1, selulosa adalah karbohidrat polimer tinggi yang terdiri dari residu glukosidik C 6 H 10 O 5 dihubungkan oleh jembatan eter pada posisi 1,4. Ketiga gugus hidroksil pada setiap unit glukopiranosa dapat diesterifikasi dengan bahan organik seperti campuran asam dan asam anhidrida dengan katalis yang sesuai, seperti asam sulfat. Eter dapat terbentuk sebagai hasil aksi natrium hidroksida pekat, yang mengarah pada pembentukan soda selulosa, dan reaksi selanjutnya dengan alkil halida:
Reaksi dengan etilen atau propilena oksida menghasilkan eter terhidroksilasi:
Kehadiran gugus hidroksil dan geometri makromolekul menentukan kuatnya tarik-menarik polar tautan tetangga. Gaya tarik menariknya begitu kuat sehingga pelarut biasa tidak mampu memutus rantai dan melarutkan selulosa. Gugus hidroksil bebas ini juga bertanggung jawab atas higroskopisitas selulosa yang lebih besar (Gbr. 3). Esterifikasi dan eterisasi mengurangi higroskopisitas dan meningkatkan kelarutan dalam pelarut umum.
Di bawah pengaruh larutan berair asam memecah jembatan oksigen pada posisi 1,4-. Pemutusan total rantai menghasilkan glukosa, suatu monosakarida. Panjang rantai awal tergantung pada asal selulosa. Ini maksimum dalam keadaan alami dan dikurangi dengan isolasi, pemurnian dan konversi menjadi turunan ( cm. meja).
Bahkan geseran mekanis, misalnya selama penggilingan abrasif, menyebabkan penurunan panjang rantai. Ketika panjang rantai polimer berkurang di bawah nilai minimum tertentu, makroskopis properti fisik selulosa.
Agen pengoksidasi mempengaruhi selulosa tanpa menyebabkan pembelahan cincin glukopiranosa (Gbr. 4). Tindakan selanjutnya (dengan adanya kelembapan, seperti pada pengujian iklim) biasanya mengakibatkan pemotongan rantai dan peningkatan jumlah gugus akhir mirip aldehida. Karena gugus aldehida mudah teroksidasi menjadi gugus karboksil, kandungan karboksil, yang praktis tidak ada dalam selulosa alami, meningkat tajam di bawah pengaruh atmosfer dan oksidasi.
Seperti semua polimer, selulosa terdegradasi jika terkena faktor atmosfer sebagai akibat aksi bersama oksigen, kelembaban, komponen asam udara dan sinar matahari. Penting memiliki komponen ultraviolet dari sinar matahari, dan banyak bahan perlindungan UV yang baik meningkatkan umur produk turunan selulosa. Komponen udara yang bersifat asam, seperti nitrogen dan sulfur oksida (dan selalu ada di dalamnya udara atmosfer kawasan industri), mempercepat dekomposisi, seringkali dengan efek yang lebih besar dibandingkan sinar matahari. Misalnya, di Inggris tercatat bahwa sampel kapas diuji paparannya kondisi atmosfer, di musim dingin, ketika praktis tidak ada sinar matahari yang cerah, mereka terdegradasi lebih cepat dibandingkan di musim panas. Faktanya adalah pembakaran batu bara dan gas dalam jumlah besar di musim dingin menyebabkan peningkatan konsentrasi nitrogen dan sulfur oksida di udara. Pemulung asam, antioksidan, dan peredam UV mengurangi sensitivitas selulosa terhadap pelapukan. Substitusi gugus hidroksil bebas menyebabkan perubahan sensitivitas ini: selulosa nitrat terdegradasi lebih cepat, dan asetat serta propionat - lebih lambat.
Properti fisik.
Rantai polimer selulosa dikemas dalam bundel panjang, atau serat, di mana, bersama dengan bagian kristalin yang teratur, terdapat juga bagian amorf yang kurang teratur (Gbr. 5). Persentase kristalinitas yang diukur tergantung pada jenis selulosa serta metode pengukurannya. Menurut data sinar-X, berkisar antara 70% (kapas) hingga 38-40% (serat viscose). sinar-X analisis struktural memberikan informasi tidak hanya tentang hubungan kuantitatif antara bahan kristal dan amorf dalam polimer, tetapi juga tentang derajat orientasi serat yang disebabkan oleh proses peregangan atau pertumbuhan normal. Ketajaman cincin difraksi mencirikan derajat kristalinitas, dan titik difraksi serta ketajamannya mencirikan keberadaan dan derajat orientasi kristalit yang disukai. Dalam sampel selulosa asetat daur ulang yang dihasilkan melalui proses pemintalan kering, tingkat kristalinitas dan orientasinya sangat kecil. Pada sampel triasetat, derajat kristalinitasnya lebih tinggi, namun tidak ada orientasi yang disukai. Perlakuan panas triasetat pada suhu 180–240°
Selulosa adalah polimer alami glukosa (yaitu residu beta glukosa) asal tumbuhan dengan struktur molekul linier. Selulosa juga disebut serat dengan cara lain. Polimer ini mengandung lebih dari lima puluh persen karbon yang ditemukan pada tumbuhan. Selulosa menempati urutan pertama di antara senyawa organik di planet kita.
Selulosa murni adalah serat kapas (sampai sembilan puluh delapan persen) atau serat rami (sampai delapan puluh lima persen). Kayu mengandung hingga lima puluh persen selulosa, dan jerami mengandung tiga puluh persen selulosa. Ada banyak di rami.
Selulosa punya warna putih. Asam sulfat mengubah warna menjadi biru, dan yodium mengubah warna menjadi coklat. Selulosa keras dan berserat, tidak berasa dan tidak berbau, tidak hancur pada suhu dua ratus derajat Celcius, tetapi terbakar pada suhu dua ratus tujuh puluh lima derajat Celcius (yaitu zat yang mudah terbakar), dan bila dipanaskan hingga tiga ratus enam puluh derajat Celcius hangus. Ia tidak dapat dilarutkan dalam air, tetapi dapat dilarutkan dalam larutan amonia dan tembaga hidroksida. Serat merupakan bahan yang sangat kuat dan elastis.
Pentingnya selulosa bagi organisme hidup
Selulosa adalah karbohidrat polisakarida.
Dalam organisme hidup, fungsi karbohidrat adalah sebagai berikut:
- Fungsi struktur dan penunjang, karena karbohidrat berperan dalam pembangunan struktur pendukung, dan selulosa merupakan komponen utama struktur dinding sel tumbuhan.
- Fungsi pelindung ciri tumbuhan (duri atau duri). Formasi seperti itu pada tumbuhan terdiri dari dinding sel tumbuhan yang mati.
- Fungsi plastik (nama lain fungsi anabolik), karena karbohidrat merupakan komponen struktur molekul yang kompleks.
- Fungsinya menyediakan energi, karena karbohidrat merupakan sumber energi bagi makhluk hidup.
- Fungsi penyimpanan, karena organisme hidup menyimpan karbohidrat dalam jaringannya sebagai nutrisi.
- Fungsi osmotik, karena karbohidrat berperan dalam mengatur tekanan osmotik di dalam organisme hidup (misalnya, darah mengandung dari seratus miligram hingga seratus sepuluh miligram glukosa, dan tekanan osmotik darah bergantung pada konsentrasi karbohidrat ini dalam darah). Transportasi osmosis mengantarkan nutrisi ke batang pohon yang tinggi, karena transportasi kapiler tidak efektif dalam kasus ini.
- Fungsi reseptor, karena sebagian karbohidrat terdapat di bagian reseptif reseptor sel (molekul pada permukaan sel atau molekul yang larut dalam sitoplasma sel). Reseptor bereaksi dengan cara khusus terhadap koneksi dengan tertentu molekul kimia, yang mengirimkan sinyal eksternal, dan mengirimkan sinyal ini ke dalam sel itu sendiri.
Peran biologis selulosa adalah:
- Serat merupakan bagian struktural utama dinding sel tumbuhan. Terbentuk sebagai hasil fotosintesis. Selulosa tumbuhan merupakan makanan bagi herbivora (misalnya ruminansia); di dalam tubuhnya, serat dipecah menggunakan enzim selulase. Hal ini sangat jarang terjadi, sehingga selulosa dalam bentuk murni tidak dikonsumsi dalam makanan manusia.
- Serat dalam makanan memberi seseorang rasa kenyang dan meningkatkan mobilitas (peristaltik) ususnya. Selulosa mampu mengikat cairan (hingga nol koma empat gram cairan per gram selulosa). Di usus besar dimetabolisme oleh bakteri. Serat dilas tanpa partisipasi oksigen (hanya ada satu proses anaerobik di dalam tubuh). Hasil pencernaannya adalah terbentuknya gas-gas usus dan terbang asam lemak. Jumlah besar Asam ini diserap oleh darah dan digunakan sebagai energi bagi tubuh. Dan banyaknya asam yang tidak terserap dan gas usus meningkatkan volume feses dan mempercepat masuknya ke dalam rektum. Selain itu, energi asam ini digunakan untuk meningkatkan jumlah mikroflora bermanfaat di usus besar dan mendukung kehidupannya di sana. Ketika jumlah serat makanan dalam makanan meningkat, jumlah bakteri usus menguntungkan juga meningkat dan sintesis zat vitamin meningkat.
- Jika Anda menambahkan tiga puluh hingga empat puluh lima gram dedak (mengandung serat) yang terbuat dari gandum ke dalam makanan, maka tinja meningkat dari tujuh puluh sembilan gram menjadi dua ratus dua puluh delapan gram per hari, dan periode pergerakannya berkurang dari lima puluh. -delapan jam sampai empat puluh jam. Ketika serat ditambahkan ke makanan secara teratur, tinja menjadi lebih lunak, sehingga membantu mencegah sembelit dan wasir.
- Bila makanan banyak mengandung serat (misalnya dedak), maka tubuh Orang yang sehat, dan tubuh penderita diabetes tipe 1 menjadi lebih resisten terhadap glukosa.
- Serat, seperti sikat, menghilangkan endapan kotor dari dinding usus dan menyerapnya zat beracun, mengambil kolesterol dan membuang semuanya dari tubuh tentu saja. Para dokter menyimpulkan bahwa orang yang makan roti gandum hitam dan dedak memiliki kemungkinan lebih kecil terkena kanker usus besar.
Serat paling banyak terdapat pada dedak dari gandum dan gandum hitam, pada roti yang terbuat dari tepung yang digiling kasar, pada roti yang terbuat dari protein dan dedak, pada buah-buahan kering, wortel, sereal, dan bit.
Aplikasi selulosa
Orang-orang sudah menggunakan selulosa untuk waktu yang lama. Pertama-tama, material kayu digunakan sebagai bahan bakar dan papan untuk konstruksi. Kemudian serat kapas, rami dan rami digunakan untuk membuat berbagai kain. Untuk pertama kalinya dalam industri, pengolahan kimia bahan kayu mulai dilakukan seiring dengan berkembangnya produksi produk kertas.
Saat ini selulosa digunakan di berbagai bidang industri. Dan untuk kebutuhan industri sebagian besar diperoleh dari bahan baku kayu. Selulosa digunakan dalam produksi produk pulp dan kertas, dalam produksi berbagai kain, dalam pengobatan, dalam produksi pernis, dalam produksi kaca organik dan di bidang industri lainnya.
Mari kita pertimbangkan penerapannya lebih detail
Sutra asetat diperoleh dari selulosa dan esternya, serat tidak alami dan lapisan selulosa asetat yang tidak terbakar dibuat. Bubuk mesiu tanpa asap terbuat dari piroksilin. Selulosa digunakan untuk membuat film medis tebal (collodion) dan seluloid (plastik) untuk mainan, film dan film fotografi. Mereka membuat benang, tali, kapas, jenis yang berbeda kardus, bahan konstruksi untuk pembuatan kapal dan pembangunan rumah. Mereka juga mendapatkan glukosa (untuk keperluan medis) dan etil alkohol. Selulosa digunakan baik sebagai bahan mentah maupun sebagai bahan untuk pengolahan kimia.
Banyak glukosa dibutuhkan untuk membuat kertas. Kertas merupakan lapisan selulosa tipis berserat yang telah direkatkan dan ditekan dengan menggunakan peralatan khusus sehingga menghasilkan kertas yang tipis dan padat permukaan halus produk kertas (tinta tidak boleh luntur). Pada awalnya, hanya bahan yang berasal dari tumbuhan yang digunakan untuk membuat kertas, dari mana serat-serat yang diperlukan diisolasi secara mekanis(batang padi, kapas, kain perca).
Namun percetakan buku berkembang sangat pesat, surat kabar juga mulai diterbitkan, sehingga kertas yang dihasilkan dengan cara ini tidak lagi mencukupi. Masyarakat mengetahui bahwa kayu mengandung banyak serat, sehingga mereka mulai menambahkan bahan baku kayu giling ke dalam tanaman pembuat kertas. Namun kertas ini cepat robek dan menguning dalam waktu yang sangat lama. waktu yang singkat, apalagi jika terkena cahaya dalam waktu lama.
Oleh karena itu, mereka mulai berkembang metode yang berbeda pengolahan bahan kayu bahan kimia, yang memungkinkan untuk mengisolasi selulosa yang dimurnikan dari berbagai kotoran.
Untuk memperoleh selulosa, serpihan kayu direbus dalam larutan reagen (asam atau basa) dalam waktu lama, kemudian cairan yang dihasilkan dimurnikan. Ini adalah bagaimana selulosa murni diproduksi.
Reagen asam meliputi asam sulfat, digunakan untuk memproduksi selulosa dari kayu dengan sedikit resin.
Reagen alkali meliputi:
- reagen soda memastikan produksi selulosa dari kayu keras dan tanaman semusim (selulosa tersebut cukup mahal);
- reagen sulfat, yang paling umum adalah natrium sulfat (bahan dasar produksi cairan putih, dan sudah digunakan sebagai reagen untuk produksi selulosa dari tanaman mana pun).
Setelah melalui semua tahapan produksi, kertas digunakan untuk produksi produk kemasan, buku dan alat tulis.
Dari uraian di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa selulosa (serat) memiliki nilai pembersihan dan penyembuhan yang penting bagi usus manusia, dan juga digunakan di banyak bidang industri.
Selulosa (C 6 H 10 O 5) n – polimer alami, polisakarida yang terdiri dari residu β-glukosa, molekulnya memiliki struktur linier. Setiap residu molekul glukosa mengandung tiga gugus hidroksil, sehingga menunjukkan sifat alkohol polihidrat.
Properti fisik
Selulosa adalah zat berserat, tidak larut dalam air atau pelarut organik biasa, dan bersifat higroskopis. Memiliki kekuatan mekanik dan kimia yang besar.
1. Selulosa, atau serat, merupakan bagian tumbuhan yang membentuk dinding sel di dalamnya.
2. Dari sinilah namanya berasal (dari bahasa Latin “cellulum” - sel).
3. Selulosa memberi tanaman kekuatan dan elastisitas yang diperlukan dan seolah-olah merupakan kerangka mereka.
4. Serat kapas mengandung selulosa hingga 98%.
5. Serat rami dan rami juga sebagian besar terdiri dari selulosa; di kayu jumlahnya sekitar 50%.
6. Kertas dan kain katun adalah produk yang terbuat dari selulosa.
7. Contoh selulosa yang sangat murni adalah kapas yang diperoleh dari kapas yang dimurnikan dan kertas saring (tidak direkatkan).
8. Selulosa, diisolasi dari bahan alami, adalah zat padat berserat yang tidak larut baik dalam air maupun pelarut organik biasa.
Sifat kimia
1. Selulosa adalah polisakarida yang mengalami hidrolisis membentuk glukosa:
(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6
2. Selulosa – alkohol polihidrik, masuk ke dalam reaksi esterifikasi untuk membentuk ester
(C 6 H 7 O 2 (OH) 3) n + 3nCH 3 COOH → 3nH 2 O + (C 6 H 7 O 2 (OCOCH 3) 3) n
selulosa triasetat
Selulosa asetat adalah polimer buatan yang digunakan dalam produksi sutra asetat, film (film), dan pernis.
Aplikasi
Kegunaan selulosa sangat beragam. Kertas, kain, pernis, film diperoleh darinya. bahan peledak, sutra buatan (asetat, viscose), plastik (seluloid), glukosa dan banyak lagi.
Menemukan selulosa di alam.
1. Dalam serat alami, makromolekul selulosa terletak pada satu arah: berorientasi sepanjang sumbu serat.
2. Banyak kemunculan ikatan hidrogen antara gugus hidroksil makromolekul menentukan tingginya kekuatan serat tersebut.
3. Dalam proses pemintalan kapas, rami, dll., serat-serat dasar ini dijalin menjadi benang yang lebih panjang.
4. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa makromolekul di dalamnya, meskipun memiliki struktur linier, namun letaknya lebih acak dan tidak berorientasi pada satu arah.
Konstruksi makromolekul pati dan selulosa dari berbagai bentuk siklik glukosa secara signifikan mempengaruhi sifat-sifatnya:
1) pati merupakan produk makanan manusia yang penting;
2) alasannya adalah enzim yang mendorong hidrolisis pati tidak bekerja pada ikatan antara residu selulosa.
