Д. ҲАМДАМОВА, В. УМАРОВА, М. ПРИМҚУЛОВ
МИКРОКРИСТАЛЛИК ЦЕЛЛЮЛОЗА ТЕХНОЛОГИЯСИ
Монография
Олиниши Хоссалари
Қўлланилиш соҳалари
ТОШКЕНТ – 2021
Ҳамдамова Д., Умарова В., Примқулов М.
Микрокристаллик целлюлоза технологияси [Матн]: монография
/Д. Ҳамдамова, В. Умарова, М. Примқулов. Тошкент 2021.
Илмий муҳаррир:
Ғ. Раҳмонбердиев – Россия ФА мухбир аъзоси
Тақризчилар:
И. А. Набиева, т.ф.д, Тошкент тўқимачилик ва енгил саноат институти «Кимёвий технология» кафедраси профессори.
Р. И. Адилов, т.ф.д, профессор. Тошкент кимё-технология институти кафедра мудири.
Монографияда доривор, полиз ва сабзавот ўсимликлар поясидан шунингдек, пахта, ёғочдан целлюлоза ва унинг структуравий ўзгариши бўл- ган микрокристаллик целлюлоза (МКЦ), наноцеллюлоза олиш усуллари, фи- зик-кимёвий хоссалари ҳамда қўллаш соҳалари анализи таҳлил қилинган. Янги хом ашёдан МКЦ олиш ва унинг хоссаларини ўрганиш бўйича олиб борилган экспериментал ишлари ҳам умумлаштирилган. Монография тех- ника олий ўқув юртларида целлюлоза технологияси соҳаси бўйича таълим олаётган бакалавр, магистр ва докторантлар учун мўлжалланган.
В монографии проанализированы технологии микрокристаллической наноцеллюлозы из хлопковой и древесной целлюлозы и целлюлозы получен- ной из стебля лекарственных растений и бахчевых культур. Обобщены результаты экспериментальных исследований авторов по получению МКЦ из альтернативного сырья. Она рассчитана для бакалавров, магистров и докторантов специализирующихся в области получения и переработки целлюлозы.
Д. Ҳамдамова, В. Умарова, М. Примқулов, 2021
МКЦ – микрокристаллик целлюлоза ПЦ – порошокли целлюлоза
ПД – полимерланиш даражаси
НММО – N – метилморфолин – N – оксид НКЦ – нанокристаллик целлюлоза
МКФ – микрофибрилланган целлюлоза НФЦ – нанофибрилланган целлюлоза ТПЦ – толали порошок целлюлоза
ТШ – техник шартлар ИҚ – инфрақизил
НМЦ – надмолекулярная структура (устмолекуляр целлюлоза) СВЧ – свет высокочастотной (юқори частотали нурланиш) ГПК – гетерополикислота
УЗ – ультразвук (ультра товуш) КМЦ – карбоксилметилцеллюлоза РЭМ – растерли электрон микроскоп АСМ – атомносиловой микроскоп
Ц – целлюлоза
ВПП – винил полипирролидон
Целлюлоза Ер шарида кенг тарқалган табиий полимер ва- килларидан бири ҳисобланади. Табиий ресурс ҳисобланган целюлозанинг миқдори бир триллион тоннага етади. Бундан ташқари, биосинтез натижасида бу масса табиатда ҳар йили тахминан 100 млрд тоннадан ортиб боради [1]. Целлюлоза Ер юзидаги барча ўсимликлар таркибида, шу жумладан, баъзи сув ости ўсимликларида ҳам мавжуд. Ҳатто баъзи жониворларда (қисқичбақа туркумли, тошбақа, шиллиқурт) қобиғи таркибида учрайди. Булардан ташқари, кимёвий соф целлюлозани баъзи микроорганизмлар синтез қилади>1.
Асосий целлюлоза манбаи ер усти ўсимликларидир. Ўтси- мон ўсимликлар таркибида целлюлоза 30—40%, ёғочда 45—50%, луб толаларида (зиғир, рами, каноп, жут ва б.) 60—70%, пахта то- лаларида эса 90% дан юқори. Целлюлоза табиий тугамайдиган полимер бўлиб, у турли-туман, ўхшаши йўқ материал ва мод- далар ишлаб чиқариш учун қимматбаҳо хом ашё ҳисобланади.
Дастлаб француз кимёгари Ансель Пайен 1838 йили ёғоч қи- пиғи ва пайрахага кимёвий ишлов бериш жараёнида толали ҳу- жайраларни ажратиб олишга муваффақ бўлади. У ҳужайралар- ни «целлюлоза» деб номлаган. Целлюлоза термини кимё фани ва технологиясида муқим сақланиб келинмоқда [2].
Олимлар целлюлоза толаларини механик, кимёвий усул- ларда майдалаб, сиртмолекуляр тузилишини поли молекуляр (структурасини) ўзгартириб, турли мақсадлар учун материал- лар олиш усулларини ишлаб чиқмоқдалар. Жумладан, кимёв- ий усулда чуқур гидролизга учратиб, майдаланган толали цел- люлоза микрокристаллик целлюлоза (МКЦ), механик куч таъ- сирида майдаланганлари – толали порошокли целлюлоза (ПЦ) деб номланади. МКЦга қўшимча кимёвий ва физикавий кучлар
>1 Gluconacetobacter xylinus (М.Я.Иолович. ВМС, Сер А.2016,58 (6),604—624).
таъсир этиб, ўта майда заррачалар кўринишига келтирилган маҳсулотни наноцеллюлоза (НЦ) деб номлаш 1974 йили Норио Тиангучи томонидан таклиф этилган. МКЦ, ПЦ ва НЦ ларнинг полимерланиш даражаси аввалги структуравий кўринишдаги (целлюлоза) дан бир неча баробар кичик эканлиги хоссаларида ҳам катта фарқ борлиги аниқланган [3].
Майда толали порошок кўринишига келтирилган целлюлоза 1956 йилдан бошлаб саноат миқёсида ишлаб чиқарила бош- ланган. Гранула кўринишда ишлаб чиқариш эса 1967 йилдан бошланган. Дастлаб, порошок кўринишдаги целлюлоза моди- фикацияланган пахта целлюлозасидан олиниб, косметика, озиқ- овқат, тиббиёт ва фармацевтика саноатида қўлланила бошлан- ган. Ҳозирги кунда МКЦ структуравий агент, қуюқлаштирувчи, эмульгатор ва стабилизатор ўрнида, овқатни ҳазм қилишда дағал толалар ўрнида фойдаланилмоқда. МКЦни олиш ва қўллаш усуллари бўйича кўплаб адабиётларда мавжуд [4—8]. Асосан, МКЦни пахта, ёғоч ва қисман, нодарахт ўсимликлардан олин- ганлиги бўйича маълумотлар келтирилган. Микрокристаллик целлюлозанинг ўзига хос хоссаларини ҳисобга олиб, олимлар уни XXI асрнинг истиқболли материали деб ҳисобламоқдалар. Дунёда 2017 йили 900 миллион долларлик, 2025 йилга келиб эса 1451миллион долларлик МКЦ ишлаб чиқариш мўлжаллан- моқда, бунда ўсиш даражаси 2018 – 2025 йилларда 5,5% ни таш- кил этади**>2. Дунёда МКЦ га бўлган талаб юқори. Масалан, Россия йилига 2500 т МКЦни қатор мамлакатларга (Германия – 46%, АҚШ – 26%, Ҳиндистон – 10%, Хитой – 8% бошқа мам- лакатлардан – 10%) импорт қилади.
Дунёда ишлаб чиқарилган МКЦнинг яримидан кўпи фарма- кологияда қўлланилади.
Монографияда пахта ва ёғоч целлюлозаларидан, шунингдек, доривор, полиз ҳамда сабзавот ўсимлик пояларидан ҳар хил
>2 Microcrystalline Cellulose (MCC) Market by Source Type and Application: Global Opportunity Analysis and Industry Forecast 2018 —2025 / Allied Market Research. Portland, October 2018. —212 pp.
мақсадлар учун ПЦ, МКЦ, НЦ олиш, унинг физик ва физик- кимёвий хоссаларини ўрганишга бағишланган. Монографияни Олий таълим тизимида целлюлоза технологияси мутахассисли- ги бўйича таҳсил олаётган бакалавр, магистр ва докторантлар, шунингдек, соҳа инженер техниклар учун фойдали, деб ҳи- соблаймиз.
