يتميز السليلوز بتعدد استخداماته باعتباره أحد المواد الطبيعية الأساسية. يتم استخدامه في صناعة مجموعة واسعة من المنتجات مثل الورق والوقود والمنسوجات والإسفنج والخشب والمنسوجات النباتية.
استخدامات السليلوز
يعتبر السليلوز من أهم المواد الخام الطبيعية التجارية مما يؤدي إلى تعدد استخداماته. وفيما يلي أبرز استخداماته:
-
صناعة الورق: ويتم ذلك عن طريق فصل السليلوز عن الخشب، ثم غسل اللب المتبقي وتبييضه.
- ثم يتم وضع الخليط على شاشة اهتزازية حتى يجف، ويتم جمع الألياف المتبقية لتجفيفها وضغطها لإنتاج الورق.
- اكتشف العلماء الصينيون طريقة لتصنيع الورق باستخدام السليلوز عالي الجودة في القرن الأول الميلادي.
-
صناعة النسيج: تتكون آلاف الخلايا الليفية من السليلوز الموجود في بذور القطن، مما يجعل هذه المادة تحتوي على 91% من السليلوز.
- ويمكن بسهولة تحويل هذه الألياف إلى خيوط تستخدم في صناعة النسيج.
- كما يُستخدم القطن والكتان والألياف الطبيعية الأخرى في صناعة الحرير الصناعي.
-
الصناعات الغذائية: يوجد السليلوز كمادة مضافة لزيادة نسبة الألياف في النظام الغذائي، حيث يتم إضافته إلى العديد من المنتجات الغذائية.
- كما أنها تستخدم كمادة حافظة للجبن، وذلك بسبب قدرتها على منع التكتل.
- يتم استخدام السليلوز الأرضي والسليلوز الدقيق كمثبتات ومكثفات ومستحلبات في صناعة المواد الغذائية.
-
المواد المنزلية: يدخل السليلوز في صناعة المواد اللاصقة، ومرشحات القهوة، والمسهلات، والإسفنج، وأفلام التصوير الفوتوغرافي، وقطرات العين.
-
مواد البناء: يستخدم السليلوز في صناعة الدهانات المقاومة للرطوبة، ومواد البناء، والعوازل الكهربائية.
-
صناعة الوقود: يعتبر السليلوز المستخرج من النباتات مصدراً للوقود، كما تتم معالجة السليلوز المستخرج من النفايات الحيوانية لصنع وقود البيوتانول الحيوي.
-
استخدامات متعددة: يمكن استخدام نترات السليلوز في صناعة المتفجرات.
- علاوة على ذلك، يمكن مزجه مع الكافور لإنتاج مادة بلاستيكية تعرف باسم “السيلولويد” تستخدم في صناعة أفلام الرسوم المتحركة.
- ومع ذلك، فقد تم استبداله بمواد بلاستيكية أحدث وأكثر أمانًا نظرًا لارتفاع مخاطرها وقابليتها للاشتعال.
- يستخدم السليلوز أيضًا لتصفية السوائل في تقنيات التحليل اللوني.
ما هو السليلوز
السليلوز عبارة عن كربوهيدرات معقدة تعرف باسم عديد السكاريد، وتحتوي على حوالي 3000 وحدة جلوكوز.
السليلوز هو المكون الأساسي لجدران الخلايا النباتية، حيث يشكل 33% من المواد النباتية و50% من الخشب.
مصادر السليلوز الطبيعية
هناك العديد من المصادر الطبيعية للسليلوز، بما في ذلك:
- الألياف النباتية، والتي يتم إنتاج مليارات الأطنان منها سنويًا من خلال عملية التمثيل الضوئي.
- بعض الكائنات البحرية مثل الزقيات.
- السليلوز الكوني، والذي يتم استخراجه بكميات قليلة وبتكلفة عالية من الفضاء.
مصادر السليلوز في النباتات
وبما أن الجهاز الهضمي للإنسان لا يستطيع هضم السليلوز، ينصح عادة بتناول النباتات الغنية به للاستفادة منه. من هذه النباتات:
- نخالة.
- قمح.
- جميع انواع المكسرات.
- البقوليات بمختلف أنواعها.
- البازلاء الخضراء والمجففة.
- كرنب.
- التفاح.
- كُمَّثرَى.
- الخضروات الجذرية.
معلومات هامة عن السليلوز
فيما يلي بعض المعلومات الأساسية عن السليلوز:
- السليلوز هو نوع من السكريات، يشبه في تركيبه النشا، ويوجد في جميع الأنسجة النباتية.
- السليلوز هو أحد المركبات الكيميائية الأكثر انتشارًا في الطبيعة.
- على الرغم من أنه سكر، إلا أن طعمه ليس حلوًا مثل السكريات الأخرى.
- إحدى مميزات السليلوز هو أنه غير قابل للذوبان في الماء وغير منفذ عبر أغشية الخلايا.
- أعطى أنسيلم باين اسم “السليلوز” للمادة التي تشكل جدران الخلايا النباتية في عام 1838.
- لا يمكن الحصول على السليلوز بشكل نقي.
- الاسم التجاري للسليلوز هو R10، والذي يمكن مقارنته بسليلوز ألفا.
- يعتبر السليلوز غذاء مثاليا للحيوانات العاشبة، حيث يتم هضمه عن طريق الكائنات الحية في جهازها الهضمي.
- يمكن لبعض الحشرات أيضًا هضم السليلوز باستخدام الأوليات في أمعائها مثل النمل الأبيض.
الخصائص الفيزيائية للسليلوز
هناك العديد من الخصائص الفيزيائية للسليلوز، بما في ذلك:
- السليلوز له خصائص صلبة بلورية ولون أبيض.
- يوجد السليلوز في جذوع الأشجار، ويوجد أيضًا في 98% من القطن، وهو أنقى صوره.
- السليلوز الخام لا طعم له وعديم الرائحة، وقابل للتحلل.
- يمكن العثور على السليلوز في أجزاء مختلفة من النبات، بما في ذلك الأوراق والساق والجذور والفواكه.
الخواص الكيميائية للسليلوز
فيما يلي بعض الخصائص الكيميائية الأساسية للسليلوز:
- يتكون السليلوز من سلاسل خطية مستقيمة غير متفرعة ترتبط جزيئات الجلوكوز ببعضها البعض عبر روابط تعرف باسم روابط بيتا جليكوسيد 1-4.
- على الرغم من أن السليلوز لا يذوب في الماء، إلا أنه يذوب في المذيبات العضوية.
- وترتبط سلاسل السليلوز بشكل متوازي مع بعضها البعض من خلال روابط هيدروجينية، مما يعطي ألياف السليلوز المتانة والقوة.
- تحتوي كل سلسلة سليلوز على آلاف جزيئات الجلوكوز.
- تبلغ الكتلة المولية للسليلوز حوالي 162.1406 جم/مول، وكثافته 1.5 جم/سم3، بينما تبلغ درجة انصهاره حوالي 260-270 درجة مئوية.