แซลูซิล (Cellulose) : อนาคตของวัสดุชีวภาพที่ย่อยสลายได้?

พูดถึง “Cellulose” หรือเซลลูโลส หลายคนคงนึกถึงกระดาษ, กล่องกระดาณ, หรืออาจจะถึงผักและผลไม้ที่เรากินกันทุกวัน เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์พืช และถือว่าเป็นพอลิเมอร์ที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ

มันมีโครงสร้างโมเลกุลที่น่าสนใจ, ประกอบด้วยหน่วย Monosaccharide ของกลูโคสหลายพันหน่วยที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก แม้ว่าเซลลูโลสจะเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวัน แต่การนำมันมาใช้งานในอุตสาหกรรมก็เป็นเรื่องไม่ง่ายนัก

คุณสมบัติของเซลลูโลส, เช่นความแข็งแรง, ความทนทานต่อการย่อยสลาย, และความสามารถในการดูดซับน้ำ, ทำให้มันมีศักยภาพสูงสำหรับการนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม

• อุตสาหกรรมกระดาษ: เซลลูโลสเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตกระดาษ, กระดาษแข็ง, และผลิตภัณฑ์จากกระดาษอื่น ๆ
• อุตสาหกรรมสิ่งทอ: เซลลูโลสถูกนำมาใช้ในการผลิตเส้นใยเทียม เช่น Viscose rayon

และ Rayon ซึ่งมีสัมผัสที่นุ่มสบายคล้ายกับผ้าฝ้าย

• อุตสาหกรรมอาหาร: เซลลูโลสใช้เป็นสารเพิ่มความหนืด, สารให้เนื้อสัมผัสนุ่ม และสารกันการจับตัวในผลิตภัณฑ์อาหาร
• อุตสาหกรรมยา: เซลลูโลสถูกนำมาใช้ในการผลิตเม็ดยา, แคปซูล, และแผ่นฟิล์มสำหรับบรรจุยา

นอกจากนี้ เซลลูโลสยังมีศักยภาพในการเป็นวัสดุชีวภาพที่ย่อยสลายได้ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการผลิต

• บรรจุภัณฑ์: เซลลูโลสสามารถถูกแปรรูปให้กลายเป็นฟิล์ม, ถ้วย, หรือภาชนะอื่น ๆ ที่ย่อยสลายได้ในธรรมชาติ
• วัสดุ 건สร้าง: เซลลูโลสสามารถผสมกับปูนซีเมนต์หรือดินในการผลิตแผ่นคอนกรีต

เซลลูโลส

คุณสมบัติ	ค่า
ความหนาแน่น	1.5 g/cm³
จุดหลอมเหลว	ไม่ละลายที่อุณหภูมิปกติ
สัมประสิทธิ์การนำความร้อน	0.04 W/(m·K)
ความสามารถในการดูดซับน้ำ	สูง (ประมาณ 50%)

กระบวนการผลิตเซลลูโลส : จากต้นไม้ไปถึงโรงงาน

เซลลูโลสที่ใช้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ถูกสกัดจากพืช เช่น ต้นไม้, ปอ, และฝ้าย
กระบวนการผลิตเซลลูโลสโดยทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

1. การตัดและสับ:

ต้นไม้หรือพืชอื่น ๆ ถูกตัดและสับให้เป็นชิ้นเล็ก ๆ เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการสกัดเซลลูโลส 2. การย่อย:

ชิ้นของพืชถูกนำไปผ่านกระบวนการย่อยโดยใช้สารเคมี เช่น NaOH (โซเดียมไฮดรอกไซด์) หรือ H₂SO₄ (กรดกำมะถัน) เพื่อละลายลิกนินและเฮมิเซลลูโลส 3. การฟอก:

หลังจากการย่อยแล้ว เซลลูโลสจะถูกนำไปฟอกด้วยน้ำเพื่อ loại bỏสารเคมีที่เหลือ 4. การฟอกสี:

หากจำเป็น เซลลูโลสจะถูกฟอกสีด้วยคลอรีนหรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เพื่อให้ได้สีขาว 5. การอบแห้ง:

เซลลูโลสที่ผ่านการฟอกและฟอกสีแล้วจะถูกนำไปอบแห้ง

หลังจากผ่านกระบวนการผลิต เซลลูโลสจะอยู่ในรูปของผงหรือใย ซึ่งสามารถนำไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ได้

อนาคตของเซลลูโลส : ยั่งยืนและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม?

เซลลูโลสมีศักยภาพสูงในการช่วยให้โลกของเราเป็น

• ยั่งยืน: เนื่องจากเป็นวัสดุที่ได้มาจากธรรมชาติ
• ย่อยสลายได้: สามารถย่อยสลายได้ในธรรมชาติ

และไม่ก่อให้เกิดขยะ

อย่างไรก็ตาม การนำเซลลูโลสไปใช้ในอุตสาหกรรมยังคงมีความท้าทายอยู่

• ต้นทุนการผลิต: กระบวนการสกัดเซลลูโลส

ยังมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง

• ความแข็งแรง: เซลลูโลส

มีค่า modulus of elasticity ต่ำเมื่อเทียบกับวัสดุสังเคราะห์

ข้อสรุป

เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์ที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ และมีศักยภาพในการนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม
การวิจัยและพัฒนาใหม่ ๆ จะช่วยให้เราสามารถเอาชนะความท้าทาย และนำ

เซลลูโลสไปใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่

ในอนาคต, เซลลูโลสอาจเป็นส่วนสำคัญของสังคมที่ยั่งยืน

และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม