Celulóza | ||
Nahoře: celulóza z papírového kapesníku 200krát zvětšená v polarizovaném světle . Dole: struktura zobrazená v Haworthově projekci . |
||
Identifikace | ||
---|---|---|
N O CAS | ||
Ne o ECHA | 100 029 692 | |
Ne o EC | 232-674-9 | |
N O E | E460 | |
Chemické vlastnosti | ||
Hrubý vzorec | (C 6 H 10 O 5 ) n | |
Molární hmotnost | 162,1406 ± 0,007 g / mol C 44,45%, H 6,22%, O 49,34%, |
|
Fyzikální vlastnosti | ||
T. fúze | > 150 ° C ( rozklad ) | |
Parametr rozpustnosti δ | 32,02 MPa 1/2 | |
Objemová hmotnost | 70 až 400 kg · m -3 (zjevné) | |
Termochemie | ||
PCS | 17,3 MJ · kg -1 | |
Opatření | ||
WHMIS | ||
Nekontrolovaný produktTento produkt není kontrolován podle klasifikačních kritérií WHMIS. |
||
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak. | ||
Celulóza je sacharid sestává z lineárního řetězce molekul D-glukózy (15 až 15000). Tento biopolymer je hlavní složkou stěny rostlinných buněk, včetně dřeva (které se také vyznačuje vysokým obsahem ligninu ).
Celulóza tvoří 35 až 50% suchozemské rostlinné biomasy před hemicelulózou (30 až 45%) a ligninem (15 až 25%), čímž tvoří první rodinu sloučenin v pořadí v hojnosti v rostlinách a rostlinách. V suchozemských ekosystémech dominuje živá nebo mrtvá rostlinná biomasa.
Celulolýza se vztahuje k procesu hydrolýzy z vazeb celulózy podle celulolytických enzymů .
Přidružené celulózové makromolekuly tvoří mikrofibrily, které samy sdružují ve vrstvách, tvoří stěny rostlinných vláken. Mezi molekulami glukózy různých řetězců jsou vytvořeny vodíkové vazby .
Celulóza se výjimečně nachází v téměř čistém stavu v buněčných stěnách vlasů bavlníkových semen (téměř 95%), zatímco její obsah ve dřevě je 40 až 50%, 70% v konopí a 80% v lnu, což vysvětluje ekonomický význam těchto vláken
Je hlavní složkou dřeva . Celulóza je nejhojnější organická hmota na Zemi (více než 50% biomasy). Množství syntetizované rostlinami se odhaduje na 50–100 miliard tun ročně.
Bavlna je vyrobena z dlouhých, velmi čistých celulózových vláken, která se dobře tvarují.
Celulóza je hlavní složkou dřeva .
Vláknité houby, jako jsou rody Trichophyton (dermatofyty), mají membránu, která může být vyrobena z celulózy.
Některé bakterie, jako je Acetobacter xylinum, produkují bakteriální celulózu .
Glukózové monomery jsou spojeny β- (1 → 4) vazbami, což vede k lineárním polymerům. Na každé jednotce máme rotaci o 180 °, což umožňuje vytvořit síť vodíkových vazeb mezi kyslíkem cyklu a OH v poloze 3, čímž se celulóze uděluje vláknitá struktura. Sdružení 36 celulózových řetězců tvoří celulózový mikrofibril. Kombinace 6 celulózových mikrofibril tvoří makrovlákna a uspořádání několika makrofibril tvoří to, co se obecně nazývá celulózové vlákno.
Celulóza je lineární homopolymer složený z dimerů zbytků AGU β-D-anhydroglukopyranózy (dvě jednotky AGU spojené dohromady β- (1 → 4) glykosidovými vazbami tvoří opakující se motiv zvaný celobióza ). AGU se nacházejí v konformaci křesla a mají 3 hydroxylové funkce : 2 sekundární alkoholy (v poloze 2 a 3) a primární alkohol (v poloze 6). Tyto hydroxylové funkce, stejně jako glykosidické vazby, jsou umístěny v axiální poloze vzhledem k rovině kruhu, což má za následek, že vodíky kruhu jsou v rovníkové poloze.
Nerozvětvené polymery tvoří řetězce, které lze spojit dohromady (v průměru od 80 do 120) vodíkovými můstky za vzniku tuhých struktur, podlouhlých, mikrofibril (in) (asi 1500 molekul na vlákno). Orientace v paralelním uspořádání je definována redukujícími a neredukujícími konci polymerů. Molekula je napnutá, protože vazby jsou rovníkové, a proto umožňují maximální prodloužení.
Stupeň polymerace velmi liší v závislosti na původu celulózy; v závislosti na druhu rostliny se jeho hodnota může pohybovat od 1 000 do 30 000, což odpovídá délce řetězce mezi 0,15 a 5 μm .
Není tráven člověkem, ale přesto je užitečný pro správné fungování střev ve formě rostlinných vláken . Bylinožravá zvířata obecně používají k trávení celulózy enzymy exogenního původu , tj. Produkované určitými bakteriemi střevní flóry .
Jedním z nejlepších rozpouštědel pro celulózu je cupri-ethylen-diamin (CED). Empiricky získáváme podobný produkt, Schweitzerův likér, tím, že necháme čpavek proudit přes hobliny mědi a několikrát projdeme kapalinou. Stává se intenzivně modrou. Odřezky by se neměly třást v amoniaku, aby se vyrobila kapalina, protože přebytek kyslíku blokuje reakci. Obvyklé filtry by byly rozpuštěny. Takto rozpuštěná celulóza se uvolňuje do okyselené vody: jedná se o způsob výroby umělého hedvábí (viskózy) .
Holocelulóza je sacharidová frakce lignocelulózy , jedné z nejhojnějších „kostek“ biopolymerů . Hemicelulóza je jeden.
Tyto hydroxylové skupiny celulózy mohou částečně nebo úplně reagují s různými činidly, čímž se získá celulózové deriváty, které mají specifické vlastnosti.
Hlavní skupiny derivátů celulózy jsou ethery celulózy a estery celulózy .
Pyrolýza celulózy produkuje levoglukosan .
Transformace ligninu a celulózy (dřevo, sláma) na alkohol nebo plyn (lignocelulózový-biopalivový proces) je předmětem intenzivního výzkumu po celém světě. Technologie pro transformaci celulózy (nejběžnější makromolekuly na Zemi) jsou složité, od enzymatické degradace až po zplyňování. Kanadské (jako Iogen), americké (Broin Co.) a dvě švédské univerzity (Örnsköldsvik Pilot Plant) v současné době přecházejí do fáze průmyslové výroby celulózového ethanolu.
Podle ředitele Programu OSN pro životní prostředí mají termiti bakterie schopné „efektivně a ekonomicky přeměnit dřevěný odpad na cukry pro výrobu etanolu“. Enzymy nacházející se v zažívacím traktu termitů a produkované těmito symbiotickými bakteriemi jsou skutečně schopné přeměnit dřevo na cukr do 24 hodin. Potenciál celulózového sektoru je obrovský a technologie se rychle rozvíjejí.
Celulóza je hlavní složkou dřeva. V tomto smyslu je to základní prvek spalování dřeva, který je například hlavním zdrojem obnovitelné energie ve Francii .
Celulóza a její deriváty se používají v potravinářském průmyslu . Jako přísady do potravin nesou kódy od E460 do E466 :
Celulóza získaná fermentací bakterie Acetobacter xylinum je hlavní složkou Nata de coco .
Celulóza je důležitá průmyslová surovina . Slouží:
Francie je podle francouzských zvyků čistým dovozcem celulózy. V roce 2014 se dovozní cena za tunu pohybovala kolem 2 800 EUR.