Teorija

Celulozes ieguve un papīra ražošana

Celuloze dabā un tās iegūšana
Celuloze ir augstāko augu šūnapvalku galvenā sastāvdaļa, kas nodrošina to stiprību. Kokvilnā, linos, kaņepājos un džutā ir pat līdz 99 % celulozes. No šiem augiem iegūst tekstilšķiedras, ko izmanto dažādu audumu, virvju un citu izstrādājumu izgatavošanai. Koksnes sastāvā ir apmēram 50 % celulozes, bet pārējo koksnes sastāvu veido lignīns, sveķi un minerālvielas. Var uzskatīt, ka vatē un filtrpapīrā ir 100 % celulozes.
Iegūstot celulozi no koksnes, parasti izmanto mīkstāku koksni. Koksni sasmalcina un karsē kopā ar kalcija hidrogēnsulfītu vai citām vielām noteiktā temperatūrā un spiedienā. Šādā procesā izšķīdina un pēc tam aizvada prom citas koksnes sastāvdaļas, bet celuloze paliek tīrā veidā. Tālāk to žāvē un izmanto pēc vajadzības.

Celulozes sastāvs un struktūra
Celuloze ir dabisks lielmolekulārs savienojums, kas dabā veidojies, savstarpēji saistoties daudzām β-glikozes molekulām.
Celulozes sastāvu, tāpat kā cietes sastāvu, var izteikt ar molekulformulu (C6H10O5)n. Celulozes molekulas sastāv no savērptiem, savstarpēji saistītiem β-glikozes atlikumiem. Celulozes pavedienveida molekulas veido garas šķiedras. To polimerizācijas pakāpe n ir no 300 līdz 3000. Šīs šķiedras savā starpā saistītas ar ūdeņraža saitēm.
 
celulozes_skiedra.PNG

Papīra ražošana
Svarīga celulozes pārstrādes nozare ir papīrrūpniecība. Papīru sākumā ražoja no linu lupatām. 19. gs otrajā pusē papīru sāka ražot no celulozes, bet vēlāk - tieši no koksnes.
Ražojot papīru no celulozes, celulozi izmērcē, saplucina un speciālās dzirnavās samaļ. Iegūto masu balina. Tad ļoti sasmalcināto papīrmasu lej uz gara, vibrējoša sieta, kuram cauri iztek ūdens, bet celulozes šķiedras izveido audumam līdzīgu slāni. Tālāk veltnis šo slapjo slapjo slāni noņem no sieta, tad to presē un žāvē starp karstiem cilindriem. Papīru satin ruļļos vai no tā gatavo papīra izstrādājumus.
Pasaulē ražo vairākus simtus papīra šķirņu. Izgatavojot katru no tām, sākotnēji celulozes masai pievieno katras papīra šķirnes ražošanai vajadzīgās vielas.
Papīru ražo arī, otro reizi pārstrādājot papīra atkritumus - makulatūru.

papirs.PNG

Atsauce:
1. Namsone D. Ķīmija vidusskolai. Rīga: Zvaigzne ABC, 1998, 228 -230. lpp.
2. [saite] http://www.dzm.lu.lv/kim/IT/K_12/default.aspx@tabid=21&id=530.html
3. [saite] http://www.bio.miami.edu/dana/226/226F07_3print.html