آویسل 101

میکروکریستالین سلولز چیست

سلولز، یک کربوهیدرات فیبری که در همه گیاهان یافت می شود، فراوان ترین پلیمر طبیعی با تولید زیست توده 50 میلیارد تن در سال است. سلولز یک پلیمر خطی از گلوکز است. بر اساس حلالیت قلیایی، سلولز به سه گروه سلولزهای آلفا، بتا و گاما تقسیم می شود.

سلولز میکرو کریستالی (MCC) یک سلولز خالص شده و تا حدی دپلیمریزه شده با فرمول (C6H10O5)n است و از بهبود آلفا سلولز با اسیدهای معدنی (نوع Ib) تهیه می شود.

این پلیمر پلی ساکارید، از یک زنجیره خطی از چند صد تا بیش از ده هزار واحد D-گلوکز متصل به β(1 → 4) تشکیل شده است که از زنجیره های خطی واحدهای β-1،4-d anhydroglucopyranosyl تشکیل شده است.

ماده اولیه مورد استفاده برای تهیه میکروکریستالین سلولز خمیری از یک گیاه فیبری مانند چوب مخروط است. پنبه همچنین منبع سلولزی دیگری برای میکروکریستالین سلولز است. میکروکریستالین سلولز دارویی که به خمیر مرغوب نیاز دارد، از چوب به عنوان رایج ترین منبع استفاده می کند.

از چنین منبع چوبی، زنجیره های سلولزی در لایه ها بسته بندی می شوند و توسط پیوندهای هیدروژنی قوی از لیگنین، یک پلیمر متقاطع، به هم متصل می شوند. برای این منظور، هم می توان از چوب های نرم (همیشه سبز مخروطیان) و هم از چوب های سخت (برگ های پهن برگ) استفاده کرد.

این چوب ها نه تنها در ترکیب شیمیایی از جمله نسبت سلولز، همی سلولز و لیگنین، بلکه در سازماندهی ساختاری، یعنی مناطقی که نسبتاً کریستالی یا بی شکل هستند، متفاوت هستند. نواحی آمورف، بیشتر مستعد هیدرولیز توسط اسید هستند و در نتیجه قطعات کریستالی کوتاه تر و بیشتر می شوند.

مواد لیگنوسلولزی غیر چوبی نیز به عنوان منبع میکروکریستالین سلولز مانند لنگه پنبه، ساقه پنبه، پارچه نخی، ضایعات پارچه پنبه، پشم پنبه و پوسته سویا توسعه یافته است.

بلال ذرت، سنبل آبی، پوسته نارگیل، باقیمانده زیست توده  روغن نخل، برگ درخت خرما، پوسته برنج، باگاس نیشکر، جوت ، رامی، الیاف و کاه کتان، کاه گندم، ساقه سورگوم، الیاف سیزال و ترنجبین، الیاف علف آلفا، پوسته سویا، مزوکارپ پرتقال، بامبو هندی، الیاف روزل و الیاف آلفا به عنوان منبع استفاده می شود.

نخ های بذر از غلاف های علف شیر (Calotropis procera)، درختچه ها و درختان کاپوک (Ceiba pentandra) نیز به عنوان منابع سلولزی شناخته می شوند. به دلیل خلوص بالای آلفا سلولز، بیشتر نخ های بذر باید برای حذف ناخالصی ها از جمله لیگنین، پکتین و موم اصلاح شوند.

منابع چوبی، حاوی زنجیره های سلولزی هستند که به صورت لایه هایی بسته بندی شده اند که توسط پیوندهای هیدروژنی متقاطع نگه داشته می شوند.

این ماده از نظر شیمیایی، از ماتریکس پلیمری لیگنین، همی سلولزها و پکتین تشکیل شده است. چوب های مختلف بطور قابل توجهی دارای ترکیب شیمیایی متفاوتی از سلولز (شامل تخصیص سلولز، همی سلولز و لیگنین در دیواره سلولی) و همچنین ساختار متفاوت هستند.

بلورینگی نسبتاً متفاوتی در نواحی خاص با توجه به چوب‌های نرم (همیشه سبز مخروطیان) و چوب‌های سخت که به عنوان پهن‌برگ نامیده می‌شوند، بی‌شکل‌تر است. مناطق آمورف سلولز خاصیت حساس تری برای پلیمریزاسیون با هیدرولیز اسیدی ایجاد می کنند. در غلظت بهینه اسید، این فرآیند قطعات کریستالی کوتاه‌تر و بیشتری مانند میکروکریستالین سلولز دارد.