Celuloza
Celuloza - nierozgałęziony biopolimer, polisacharyd, o cząsteczkach złożonych z kilkunastu do kilkuset tysięcy jednostek glukozy połączonych wiązaniami β-1,4-glikozydowymi. Celuloza jest podstawowym składnikiem ścian komórkowych roślin.
Właściwości
Celuloza jest nierozpuszczalna w wodzie, kwasach, alkilach. W środowisku wodnym rozpuszcza się w odczynniku Schweizera - [Cu(NH3)4](OH)2.
Ulega estryfikacji(podobnie jak alkohole), co wykorzystuje się do wytwarzania azotanu oraz octanu celulozy.
W warunkach tlenowych rozkładana jest przez wiele gatunków grzybów oraz bakterie celulolityczne (cytofagi i sporocytofagi) z wytworzeniem wody i dwutlenku węgla. Beztlenowy rozkład celulozy przeprowadzają bakterie z rodzaju Clostridium znajdujące się w żwaczu przeżuwaczy z wytworzeniem metanu, natomiast bakterie z rodzaju Cellulomonas hydrolizują celulozę na krótsze łańcuchy, do glukozy włącznie. Ssaki nieposiadające w przewodzie pokarmowym bakterii trawiących celulozę nie mogą wykorzystywać jej jako źródła energii, a jedynie jako składnik objętościowy pożywienia.
Celuloza jest bardzo ważnym składnikiem w naszej diecie, gdyż ułatwia właściwe funkcjonowanie przewodu pokarmowego:
wspomaga pracę jelit (poprawia ich perystaltykę)
ułatwia przesuwanie treści pokarmowej,
obniża poziom cholesterolu LDL,
zapobiega powstawaniu żylaków (w tym hemoroidów),
pomaga w zwalczaniu otyłości.
Występowanie
pnie drzew
źdźbła traw
łodygi krzewów
korzenie, liście
inne części roślin
niemal czystą celulozę zawiera len, bawełna, konopie
W szczątkach roślin średnia zawartość celulozy wynosi 45%, przy czym może być dużo wyższa (np. 90% w nasionach topoli).
Zastosowania przemysłowe
Z celulozy produkuje się papier, lakiery, proch bezdymny, sztuczny jedwab, błony fotograficzne oraz izolacje ociepleniowe.
Skrobia
Skrobia - węglowodan, polisacharyd roślinny, składający się wyłącznie z merów glukozy, pełniący w roślinach rolę magazynu energii.
Czysta skrobia jest białą, bezpostaciową (nie jest krystaliczna), amorficzną substancją bez smaku i zapachu, nierozpuszczalną w zimnej wodzie. Skrobia hydrolizuje wyłącznie na α-D-glukozę, lecz nie jest jednorodnym chemicznie związkiem - składa się w rzeczywistości z dwóch różnych polisacharydów:
nierozgałęzionej amylozy łatwiej rozpuszczalnej w wodzie (ok. 20% naturalnej skrobi); jest wielocukrem - jej cząsteczki składają się z wielu reszt glukozowych połączonych ze sobą atomami tlenu.
rozgałęzionej amylopektyny, nierozpuszczalnej w wodzie (ok. 80% naturalnej skrobi); rozgałęzienia powstają dzięki wiązaniom α-1,6-glikozydowym.
Skrobia tworzy roztwory koloidowe. Jednoprocentowy roztwór wodny skrobi jest używany do wykrywania jodu cząsteczkowego, z którym tworzy zabarwienie niebieskie w wyniku wiązania jodu przez amylozę.
W trakcie hydrolizy kwasowej skrobia rozpada się na coraz krótsze łańcuchy polisacharydowe tworząc kolejno:
amylodekstryny (barwiące się z I2 na niebiesko),
erytrodekstryny (barwiące się z I2 na czerwono),
achrodekstryny (niebarwiące się z I2) i
maltozę i glukozę.
Skrobię można wykryć za pomocą jodyny lub płynu Lugola, który zawiera jod. Pod wpływem jodu skrobia przyjmuje niebiesko-fioletowe zabarwienie.
Skrobia jest najważniejszym polisacharydem zapasowym u roślin, które magazynują go w owocach, nasionach, korzeniach w formie ziaren w liściach, bulwach, rdzeniu łodygi i kłączach. Szczególnie bogate w skrobię są ziarna zbóż i bulwy ziemniaka.
Odkłada się w komórkach roślin w postaci ziaren lub granulek, których wielkość i kształt są charakterystyczne dla poszczególnych gatunków roślin. Ziarna skrobi mają średnicę 2-120 µm, zależnie od pochodzenia mają różne właściwości i wygląd. Rozróżnia się skrobię ziemniaczaną, pszenną, kukurydzianą itp.
Skrobia i niektóre jej pochodne (np. estry, produkty degradacji, utlenienia i częściowej hydrolizy) mają zastosowanie w przemyśle włókienniczym, farmaceutycznym, kosmetycznym, papierniczym, tekstylnym oraz do produkcji klejów
Bawełna
Bawełna - miękkie włókno otaczające nasiona rośliny określanej tą samą nazwą - bawełny (Gossypium), mające wiele zastosowań. Służy m.in. do wytwarzania miękkiej tkaniny - najpopularniejszej w przemyśle tekstylnym, a także, ze względu na silne własności absorpcyjne, do produkcji materiałów opatrunkowych. Włókno bawełniane jest też stosowane w mieszankach włókien, jako dodatek do wełny czy lnu.
Plantacja bawełny
Bawełna jest bardzo wydajną rośliną uprawną, ponieważ podczas przetwarzania traci tylko ok. 10% suchej masy. Po usunięciu śladowych ilości wosku i białek pozostaje czysta celuloza. Charakterystyczna budowa włókna bawełnianego nadaje mu naturalną wytrzymałość, trwałość i zdolność absorpcji. Każde włókno tworzy 20-30 warstw celulozy w kształcie lekko skręconej tasiemki o szerokości od 10 do 30 μm. Długość włókna bawełnianego waha się w granicach 10 do 22 mm (krótkowłóknista), 22 do 33 mm (średniowłóknista), 33 do 55 mm (długowłóknista). Gdy w procesie dojrzewania otoczka nasienna otwiera się, włókna zasychają, splatając się w płaskie, wstęgowate skupiska, idealne do przetworzenia na przędzę.
Oprócz przemysłu tekstylnego, bawełna znajduje zastosowanie w produkcji materiałów opatrunkowych, sieci rybackich, filtrów do kawy, papieru (banknoty dolarowe, a także ekskluzywne materiały piśmienne są wytwarzane z włókien bawełnianych). Kiedyś używano jej do produkcji węży strażackich. Z ziaren bawełnicy wytwarza się olej, który po rafinacji może być spożywany przez ludzi. Pozostałe wytłoki stanowią wysokiej jakości karmę dla zwierząt hodowlanych.
.
Len
Len - potoczna nazwa tkanin wytwarzanych z czystej przędzy lnianej lub z dodatkami włókien bawełnianych, wełnianych, poliestrowych itp. Dodatek włókien poliestrowych (elana) do lnu, zmniejsza podatność na gniecenie przy zachowaniu podstawowych cech tkaniny lnianej.
Historia
Tkanina, której historia sięga neolitu około 7500 p.n.e. (VIII tysiąclecie p.n.e.). Początkowo prawdopodobnie używano włókien lnu do zszywania skór lub jako sznurka. Pierwsze warsztaty tkackie, na których tkano len, to warsztaty pionowe. Tkanina lniana, w wyrafinowanej formie, bardzo cienka, przejrzysta, miała swój początek w starożytnym Egipcie, w okresie Starego Państwa ok. XXVII wiek p.n.e. - XXII wiek p.n.e. Zachowało się wiele malowideł i zapisów o produkcji lnu i jego wykorzystaniu przez starożytnych Egipcjan. Po raz pierwszy opisano go w Księdze Wyjścia 9,23-25, w której przedstawiono zniszczenie po gradobiciu lnu uprawianego w Egipcie: "Len i jęczmień zostały zniszczone, ponieważ jęczmień miał już kłosy, a len kwiecie".
Wytwarzano różnej jakości płótno lniane, zależnie od przeznaczenia. Najdelikatniejsze i najczystsze tkaniny służyły do wystroju świątyń i na ubiory kapłanów i królów. Przez wieki wypracowano różnego rodzaju techniki wyrobu tkanin lnianych, ale postęp nastąpił po odkryciu w XIX w. metody przędzenia włókna lnianego na mokro (przędza mokroprzędna). Do dziś, ze względu na swoje walory, lniane tkaniny dekoracyjne i konfekcja odzieżowa uważane są za wyznacznik elegancji i wysoko cenione.
Technologia wytwarzania tkanin lnianych na podlaskiej wsi w XIX wieku
Len wysiewano w maju. Po wzejściu roślin len był kilkakrotnie pielony. Kiedy len był już gotowy do zbioru, nie koszono go, ale wyrywano, żeby uzyskać jak najdłuższy surowiec. Wyrwany len wiązano w małe pęczki i przez kilkanaście dni suszono. Potem należało len wymłócić, albo "oczemchać" tj drewnianymi grzebieniami oddzielić nasiona.
Następnie małe snopki lnu układano w wodzie (w stawach, albo w zakolach lub polderach zalewowych rzeki) i obciążano żerdziami i kamieniami, żeby były całkowicie zanurzone. Mokły tak kilka tygodni, aby łodygi zbutwiały. Jeśli w pobliżu nie było zbiorników wodnych, len rozkładano na ścierniskach i łąkach. Kiedy łodygi stały się już dostatecznie kruche, wyciągano je na brzeg i po wysuszeniu zwożono do stodoły.
Zwykle w październiku przystępowano do międlenia lnu, w celu pokruszenia i usunięcia osłonek łodyg, aby uzyskać czyste, długie włókno. Służyła do tego międlica. Była to deska szerokości kilkunastu centymetrów i długości około 1,5 metra z wyciętą szczeliną, w którą wchodziła druga deska. Obie deski połączone były bolcem. Pracowały jak duże nożyce, łamiąc łodygi lnu. Do usuwania połamanych łodyg (zwanych paździerzami, otłoczynami lub otłuczynami) używano cierlice. Cierlica tym różniła się od międlicy, że miała dwie szczeliny. Następnie włókno wyczesywano ręczną szczotką, aby usunąć resztki paździerzy i oddzielić pakuły od włókna długiego. Szczotka do czesania lnu była zrobiona z kawałka deski, w którą powbijano ostre gwoździe.
W zimowe wieczory kobiety przędły nici (przędzę) używając wrzecion i kądzieli lub kołowrotków. Kiedy szpula na wrzecionie kołowrotka była już wypełniona, przy pomocy motowidła nici zwijano w motki.
W tej postaci nici były już gotowe do tkania. Przed tkaniem nici lnianych nie prano i nie farbowano. W warsztatach tkackich, ustawionych zwykle w kuchni, kobiety tkały tkaninę. Wytworzona tkanina była szara i sztywna.
Późną wiosną, przy bardzo słonecznej pogodzie, rozkładano tkaniny na łąkach, aby leżąc na słońcu wybieliły się i zmiękły. Od czasu do czasu, bielone tkaniny polewano wodą. Łąki, najlepiej położone na nachylonych w kierunku południowym zboczach, służące do bielenia tkanin nazywano blichami.
Sploty tkanin lnianych
zasadnicze - najczęściej stosowane w przemyśle lniarskim do produkcji tkanin użytkowych
pochodne - prawie wszystkie, łącznie z żakardowymi stosowane w tkaninach dekoracyjnych
Len z Żyrardowa
Od 1829 roku produkuje się tkaniny lniane w Żyrardowie. Żyrardów to druga najstarsza marka w kraju, starsza jest tylko kopalnia soli w Wieliczce. Miasto zawdzięcza swoje powstanie fabryce tkanin lnianych. Wyroby żyrardowskie w XIX i XX wieku znane i cenione były na całym świecie. W 1900 roku żyrardowskie wyroby zdobyły Grand Prix na Wystawie Światowej w Paryżu. Nawet monarchowie jadali na żyrardowskich obrusach, fabryka była oficjalnym dostawcą na dwór np. cara Rosji. Produkcja w Żyrardowie tkanin i wyrobów lnianych trwa do dziś.
Zalety
Zalety tkanin lnianych:
duża odporność na tarcie i rozciąganie
wykazuje działanie antybakteryjne
nie elektryzuje się
przewiewność
antyalergiczna
wysoka absorpcja wilgoci
biodegradacja
ochrona środowiska