#целлюлоза

В медицине и тканевой инженерии в качестве биоматериала для искусственной кожи и кровеносных сосудов активно используют бактериальную целлюлозу. Это продукт жизнедеятельности некоторых видов бактерий, которые синтезируют пленочную структуру в процессе ферментации. В отличие от растительного, этот материал отличается хорошей биосовместимостью, высокой степенью чистоты, прочностью и эластичностью. Ученые Пермского Политеха изучили, как температура и доступ кислорода влияют на количество целлюлозы, выработанной отдельными культурами микроорганизмов. Полученные результаты позволят улучшить процесс биосинтеза и повысить производительность особого материала для медицины и других отраслей.

Исследователи разработали контактные линзы со стабильным покрытием из максенов. Они обеспечивают глазам сильную защиту от электромагнитного излучения.

Российские города уже атакуют вездесущие воздушные хлопья, которые буквально заполняют улицы, парки и дворы, становясь причиной дискомфорта и обострения аллергических реакций у многих людей. Эксперты Пермского Политеха рассказали, для чего тополю пушистые семена, почему в одни годы их много, а в другие — мало, почему июньский «снег» вызывает конъюнктивит и ринит, как пережить этот период астматикам, почему важно очищать кондиционеры вовремя и как безобидные пушинки могут заставить автовладельцев распрощаться с деньгами.

Целлюлоза после химической обработки используется в различных областях: автомобильной, кожевенной, косметической промышленности, изготовлении лаков, краски, эмали и грунтовки. Для этих целей традиционно использовали хлопковую и древесную «мягкую» (с низким содержанием лигнина) целлюлозу. Но производить первую невыгодно, а вторую прекратили изготавливать еще во времена распада СССР, поэтому теперь привозят из-за границы. Сегодня в нашей стране активно изготавливают древесную «жесткую» целлюлозу для бумаги и картона. Ученые Пермского Политеха предложили способ обработки, после которой такое сырье можно будет применять и в химическом производстве. Это поможет решить проблему импортозамещения.

Целлюлоза — основной компонент производства бумаги и картона, но сфера ее применения этим не ограничивается. Из нее делают вискозные и шелковые нити, высокопрочные волокна, целлофановые пленки, пластмассы, лаки, бездымный порох и многое другое. Для этих целей используют около семи процентов вырабатываемой в мире целлюлозы. Ее производство требует тщательной механической и химической переработки древесины. Для этого используется сложное и дорогостоящее технологическое оборудование. Важно, чтобы предприятия применяли самые современные и эффективные технологии, которые позволят сэкономить энергию и сырье, а также значительно уменьшить загрязнение сточных вод, особенно от отбелки целлюлозы. Ученые Пермского Политеха разработали улучшенную схему этого процесса, которая позволяет получить беленую и облагороженную целлюлозу (для химической переработки) высокого качества белизной не менее 90 процентов с меньшим экологическим следом.

Для производства бумаги и картона используется целлюлоза — волокнистый материал, который получают путем химической обработки древесины. После ее изготовления образуются жидкие отходы — сульфитные щелока, состоящие в основном из высокомолекулярных химических соединений. Их переработка — сложная технологическая и экологическая проблема, поскольку при попадании в природные водоемы они усиливают их зарастание. Поэтому перед сбросом туда их нужно сначала нейтрализовать — отправить на специальные очистные сооружения. Проблема в том, что основной компонент сульфитных щелоков — лигносульфонаты, то есть вещества, сброс которых в очистное оборудование приводит к нарушению их работы и, как следствие, плохой очистке отходов. Для того, чтобы этого избежать, ученые Пермского Политеха разработали способ разрушения лигносульфонатов, что позволит уменьшить нагрузку на очистные сооружения на 70-80 процентов.

По всему миру для упаковки целого спектра жидких и пастообразных продуктов применяют упаковочные материалы Тетра-Пак — это привычные «картонные» коробочки, например, для сока и молока. В своем составе, помимо целлюлозного волокна, они содержат полиэтилен и алюминий, из-за чего сдавать их в макулатуру с обычной бумагой и газетами нельзя. Состав и многослойность такого материала делают его переработку сложным и дорогим процессом. Отходы производства и потребления упаковки разделяют на компоненты, которые утилизируют по отдельности, то есть подвергают рециклингу. Ученые Пермского Политеха нашли способ переработки картонной части упаковки Тетра-Пак с получением из нее порошковой целлюлозы. Такой подход позволит расширить область вторичного применения упаковочного материала во многих отраслях промышленности.

Что общего у колбасы и бумаги? Ответ: целлюлоза — органическое соединение и углевод, получаемый преимущественно из древесины. Ученые Пермского Политеха рассказали о необычных способах применения этого полисахарида и объяснили, как он помогает работе кишечника, зачем нужен в хлебе и консервах, как отличить целлофан от полиэтилена (да, это разные вещи), чем хороши изделия из вискозы и может ли биотопливо из древесины составить конкуренцию бензину.

Россия занимает второе место в мире по запасам древесины, что составляет 20 процентов всего мирового леса. Древесина служит сырьем для более двадцати тысяч продуктов и изделий и может перерабатываться механическими, химическими и химико-механическими способами. Однако в последние 10-20 лет значительная часть территории нашей страны пострадала из-за пожаров и незаконной вырубки деревьев. Такое нерациональное отношение к лесным запасам грозит экологическими потерями. Один из путей решения проблемы — максимально полная переработка всей биомассы дерева. Ученые Пермского Политеха разработали метод эффективной утилизации древесных отходов целлюлозно-бумажных и деревообрабатывающих предприятий с получением целлюлозы высокого выхода. Это сократит негативное воздействие на экологию, снизит расходы лесных ресурсов и уменьшит пожароопасность таких производств.

Ученые ПНИПУ разработали оригинальную технологию получения древесной целлюлозы с применением для отбелки трех окислительных реагентов — пероксида водорода, хлорита натрия и гипохлорита натрия.

Бумагу и картон производят из целлюлозы. Но это далеко не единственная область ее применения. Один из ее видов, порошковая целлюлоза, применяется в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности. С ее помощью, например, создают лакокрасочные материалы, моющие средства, стиральные порошки, некоторые виды лекарств, и даже скафандры космонавтов. Такая целлюлоза отличается химической чистотой и стойкостью, а ее форма значительно расширяет сферу применения. Спрос постоянно растет, но в России и сырье для производства, и сама порошковая целлюлоза — импортируемые продукты. Студентка Пермского Политеха нашла новое растительное сырье для ее изготовления.

Американские биоинженеры описали новый метод переработки листьев агавы, позволяющий получить натуральный материал с высокой абсорбирующей способностью. Ученые предложили использовать его для производства предметов женской гигиены, таких как одноразовые прокладки.

Ученые УрФУ совместно с коллегами из Египта синтезировали адсорбент для очистки сточных вод от метиленового синего красителя, который широко используется в текстильной, пластмассовой, бумажной промышленности. Эффективность адсорбента доказали в ходе испытаний — он нейтрализует до 99,14 процентов промышленного красителя. Это очень высокий показатель, так как эффективность большинства аналогов составляет в лучшем случае 90 процентов.

Целлюлоза служит основой не только для производства бумаги, но и различной химической продукции: вискозного шелка, лаков, красок, пороха. При ее изготовлении сырье необходимо очистить от примесей и отбелить. Ученые Пермского Политеха разработали метод, при котором решить эти задачи можно путем замены импортного хлопкового сырья отечественной древесиной, а отбелку древесной целлюлозы провести с помощью пероксида водорода. Такая технология не только экономичнее, но и экологичнее аналогов.

Производство бумаги и картона по-прежнему остается одной из крупнейших отраслей промышленности, однако технологии получения сырья более высокого качества постоянно усложняются и дорожают. Ученые Пермского Политеха получили волокнистый полуфабрикат (полуцеллюлозу) из древесных отходов. Возможность применения полученного материала для производства бумаги и картона проверена на производстве. Технология переработки способствует улучшению экономических и экологических показателей работы предприятия при сокращении ущерба окружающей среде за счет сохранения лесных ресурсов страны.

В последнее время порошковая микрокристаллическая целлюлоза благодаря своим уникальным свойствам широко применяется в различных отраслях промышленности, например, в качестве текстуризатора, средства против слеживания, заменителя жира, эмульгатора, наполнителя. Наиболее распространенная форма используется в витаминных добавках или таблетках. Традиционное сырье для производства порошковой целлюлозы — хлопковая и древесная целлюлоза для химической переработки. Но сегодня оба этих вида целлюлозы в нашей стране не производятся. Кроме того, возникают трудности с приобретением исходного волокнистого сырья. Ученые Пермского Политеха нашли способ получения порошковой целлюлозы из небеленой древесной сульфитной, предназначенной для бумажного производства. Технология решит вопрос импортозамещения — хлопковое сырье заменят более экологически чистым и экономически выгодным отечественным древесным.

Древесная целлюлоза для химической переработки по своим свойствам существенно отличается от бумажной, из нее невозможно получить бумагу и картон. Целлюлозу для химической переработки используют в производстве пороха, вискозного и ацетатного шелка, кино- и фотопленки, пластмассы. Возрастающие требования к качеству сырья и экологичности всех производственных процессов вызывают необходимость постоянного совершенствования технологий отбелки целлюлозы. Именно этот этап производства связан с образованием высокозагрязненных сточных вод. Ученые Пермского Политеха предложили оригинальную технологию с использованием более экологичных реагентов для отбелки целлюлозы. Она позволит предотвратить образование и попадание токсичных соединений — диоксинов и дибензофуранов — в готовую продукцию и окружающую среду. Эти вещества не только токсичны, но и обладают канцерогенными и мутагенными свойствами. В этом их основная опасность. Внедрение новой технологии поможет решить вопрос импортозамещения и позволит заменить хлопковое сырье на более экологичную и экономичную отечественную древесину.

Для производства целлюлозы, бумаги или картона используют большое количество воды, а в результате технологических процессов образуются токсичные стоки. Они могут привести к нарушению работы очистных сооружений и ухудшить качество воды. Ученые Пермского Политеха предложили технологию, которая поможет очистить ее более эффективно, чем другие способы. Разработка позволит использовать для этого меньшую дозу реагентов и сэкономить средства предприятий. Метод впервые применили для очистки воды в сфере целлюлозно-бумажной промышленности.

На новом гипоаллергенном материале можно печатать с помощью обычного принтера, а потом стереть изображение для повторного использования.

Ученые из Великобритании предложили технологию производства глиттера — декоративных блесток — из целлюлозы, которая не загрязняет окружающую среду микропластиком.