សែលុយឡូស ដែលជាវត្ថុធាតុ polymer សរីរាង្គដ៏សម្បូរបែបបំផុតនៅលើផែនដី បង្កើតបានជាផ្នែកសំខាន់នៃជីវម៉ាស និងសម្ភារៈឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ។ភាពរឹងមាំនៃរចនាសម្ព័ន្ធដ៏គួរឱ្យកត់សម្គាល់របស់វា បង្កបញ្ហាប្រឈមសម្រាប់ការវិភាគប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពរបស់វា ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់កម្មវិធីដូចជាការផលិតជីវឥន្ធនៈ និងការគ្រប់គ្រងកាកសំណល់។អ៊ីដ្រូសែន peroxide (H2O2) បានលេចចេញជាបេក្ខភាពដ៏មានសក្តានុពលសម្រាប់ការរំលាយសែលុយឡូស ដោយសារធម្មជាតិស្លូតត្រង់បរិស្ថាន និងលក្ខណៈសម្បត្តិអុកស៊ីតកម្មរបស់វា។
សេចក្តីផ្តើម៖
សែលុយឡូស ដែលជាសារធាតុប៉ូលីស្យូសដែលផ្សំឡើងដោយឯកតាគ្លុយកូសដែលភ្ជាប់ដោយចំណង β-1,4-glycosidic គឺជាសមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធដ៏សំខាន់នៅក្នុងជញ្ជាំងកោសិការុក្ខជាតិ។ភាពសម្បូរបែបរបស់វានៅក្នុងជីវម៉ាសធ្វើឱ្យវាក្លាយជាធនធានដ៏គួរឱ្យទាក់ទាញសម្រាប់ឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ រួមទាំងក្រដាស និងម្សៅ វាយនភ័ណ្ឌ និងជីវថាមពល។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បណ្តាញភ្ជាប់អ៊ីដ្រូសែនដ៏រឹងមាំនៅក្នុងសរសៃសែលុយឡូស ធ្វើឱ្យវាមានភាពធន់នឹងការរលាយនៅក្នុងសារធាតុរំលាយភាគច្រើន ដែលបង្កបញ្ហាប្រឈមសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ និងការកែច្នៃឡើងវិញប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពរបស់វា។
វិធីសាស្រ្តប្រពៃណីសម្រាប់ការរំលាយសែលុយឡូសពាក់ព័ន្ធនឹងលក្ខខណ្ឌដ៏អាក្រក់ ដូចជាអាស៊ីតប្រមូលផ្តុំ ឬសារធាតុរាវអ៊ីយ៉ុង ដែលជារឿយៗត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការព្រួយបារម្ភអំពីបរិស្ថាន និងការប្រើប្រាស់ថាមពលខ្ពស់។ផ្ទុយទៅវិញ អ៊ីដ្រូសែន peroxide ផ្តល់នូវជម្រើសដ៏ជោគជ័យមួយ ដោយសារធម្មជាតិអុកស៊ីតកម្មស្រាលរបស់វា និងសក្តានុពលសម្រាប់ដំណើរការសេលូឡូសដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន។ក្រដាសនេះពន្យល់អំពីយន្តការដែលផ្អែកលើការរំលាយកោសិកាដែលសម្របសម្រួលដោយអ៊ីដ្រូសែន peroxide និងវាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាព និងការអនុវត្តជាក់ស្តែងរបស់វា។
យន្តការនៃការរំលាយសែលុយឡូសដោយអ៊ីដ្រូសែន peroxide៖
ការរំលាយសែលុយឡូសដោយអ៊ីដ្រូសែន peroxide ពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្មគីមីស្មុគ្រស្មាញ ការបំបែកអុកស៊ីតកម្មជាចម្បងនៃចំណង glycosidic និងការរំខាននៃចំណងអ៊ីដ្រូសែនអន្តរម៉ូលេគុល។ដំណើរការជាធម្មតាដំណើរការតាមជំហានដូចខាងក្រោមៈ
អុកស៊ីតកម្មនៃក្រុម Hydroxyl៖ អ៊ីដ្រូសែន peroxide មានប្រតិកម្មជាមួយនឹងក្រុម cellulose hydroxyl ដែលនាំឱ្យមានការបង្កើតរ៉ាឌីកាល់ hydroxyl (•OH) តាមរយៈប្រតិកម្មដូច Fenton ឬ Fenton នៅក្នុងវត្តមាននៃអ៊ីយ៉ុងដែកផ្លាស់ប្តូរ។រ៉ាឌីកាល់ទាំងនេះវាយប្រហារលើចំណង glycosidic ចាប់ផ្តើមការបំបែកខ្សែសង្វាក់ និងបង្កើតបំណែកសែលុយឡូសខ្លីជាង។
ការរំខាននៃចំណងអ៊ីដ្រូសែន៖ រ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូសែនក៏រំខានដល់បណ្តាញទំនាក់ទំនងអ៊ីដ្រូសែនរវាងខ្សែសង្វាក់សែលុយឡូស ធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធទាំងមូលចុះខ្សោយ និងសម្រួលដល់ការដោះស្រាយ។
ការបង្កើតដេរីវេដែលរលាយ៖ ការបំប្លែងអុកស៊ីតកម្មនៃសែលុយឡូសនាំឱ្យមានការបង្កើតអន្តរការីរលាយក្នុងទឹកដូចជាអាស៊ីត carboxylic, aldehydes និង ketones ។និស្សន្ទវត្ថុទាំងនេះរួមចំណែកដល់ដំណើរការរំលាយដោយបង្កើនការរលាយ និងកាត់បន្ថយ viscosity ។
Depolymerization and Fragmentation: ប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្ម និងការបំបែកបន្ថែមទៀតនាំឱ្យ depolymerization នៃខ្សែសង្វាក់ cellulose ទៅជា oligomers ខ្លី ហើយទីបំផុតទៅជាជាតិស្កររលាយ ឬផលិតផលដែលមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាបផ្សេងទៀត។
កត្តាដែលជះឥទ្ធិពលដល់ការរំលាយកោសិកាអ៊ីដ្រូសែន peroxide-Mediated Cellulose៖
ប្រសិទ្ធភាពនៃការរំលាយសែលុយឡូសដោយប្រើអ៊ីដ្រូសែន peroxide ត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយកត្តាផ្សេងៗ រួមមានៈ
ការប្រមូលផ្តុំអ៊ីដ្រូសែន peroxide៖ កំហាប់ខ្ពស់នៃអ៊ីដ្រូសែន peroxide ជាធម្មតាបណ្តាលឱ្យមានអត្រាប្រតិកម្មលឿនជាងមុន និងការរិចរិលនៃកោសិកាកាន់តែទូលំទូលាយ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ កំហាប់ខ្ពស់ខ្លាំងពេកអាចនាំឱ្យមានប្រតិកម្មចំហៀង ឬផលិតផលដែលមិនចង់បាន។
pH និងសីតុណ្ហភាព៖ pH របស់ឧបករណ៍ផ្ទុកប្រតិកម្មមានឥទ្ធិពលលើការបង្កើតរ៉ាឌីកាល់ hydroxyl និងស្ថេរភាពនៃដេរីវេនៃសែលុយឡូស។លក្ខខណ្ឌអាស៊ីតកម្រិតមធ្យម (pH 3-5) ត្រូវបានគេពេញចិត្តជាញឹកញាប់ដើម្បីបង្កើនភាពរលាយនៃកោសិកាដោយមិនមានការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់។លើសពីនេះទៀត សីតុណ្ហភាពប៉ះពាល់ដល់ kinetics ប្រតិកម្ម ជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ជាទូទៅបង្កើនល្បឿនដំណើរការរំលាយ។
វត្តមានរបស់សារធាតុកាតាលីករ៖ អ៊ីយ៉ុងដែកផ្លាស់ប្តូរ ដូចជាដែក ឬទង់ដែង អាចជំរុញការបំបែកអ៊ីដ្រូសែន peroxide និងបង្កើនការបង្កើតរ៉ាឌីកាល់ hydroxyl ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជម្រើសនៃកាតាលីករ និងការផ្តោតអារម្មណ៍របស់វាត្រូវតែត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្ន ដើម្បីកាត់បន្ថយប្រតិកម្មចំហៀង និងធានាគុណភាពផលិតផល។
Cellulose Morphology និង Crystallinity: លទ្ធភាពចូលដំណើរការនៃខ្សែសង្វាក់សែលុយឡូសទៅនឹងអ៊ីដ្រូសែន peroxide និងរ៉ាឌីកាល់ hydroxyl ត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយរូបវិទ្យា និងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់របស់សម្ភារៈ។តំបន់ Amorphous គឺងាយនឹងរងការរិចរិលជាងដែនគ្រីស្តាល់ខ្ពស់ ត្រូវការការព្យាបាលជាមុន ឬយុទ្ធសាស្រ្តកែប្រែ ដើម្បីកែលម្អលទ្ធភាពប្រើប្រាស់។
អត្ថប្រយោជន៍ និងការប្រើប្រាស់អ៊ីដ្រូសែន peroxide ក្នុងការរំលាយសែលុយឡូស៖
អ៊ីដ្រូសែន peroxide ផ្តល់អត្ថប្រយោជន៍ជាច្រើនសម្រាប់ការរំលាយសែលុយឡូស បើប្រៀបធៀបទៅនឹងវិធីសាស្ត្រធម្មតា៖
ភាពឆបគ្នានៃបរិស្ថាន៖ មិនដូចសារធាតុគីមីដ៏អាក្រក់ដូចជាអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក ឬសារធាតុរំលាយក្លរីនទេ អ៊ីដ្រូសែន peroxide មានលក្ខណៈស្លូតបូត ហើយរលាយចូលទៅក្នុងទឹក និងអុកស៊ីសែនក្រោមលក្ខខណ្ឌស្រាល។លក្ខណៈដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាននេះ ធ្វើឱ្យវាសមរម្យសម្រាប់ដំណើរការសែលុយឡូសប្រកបដោយនិរន្តរភាព និងការជួសជុលកាកសំណល់។
លក្ខខណ្ឌប្រតិកម្មកម្រិតស្រាល៖ ការរំលាយសែលុយឡូសដែលសម្របសម្រួលដោយអ៊ីដ្រូសែន peroxide អាចត្រូវបានអនុវត្តក្រោមលក្ខខណ្ឌស្រាលនៃសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធ ដោយកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពល និងការចំណាយប្រតិបត្តិការបើប្រៀបធៀបទៅនឹងការរំលាយអាស៊ីតសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឬការព្យាបាលដោយរាវអ៊ីយ៉ុង។
អុកស៊ីតកម្មជ្រើសរើស៖ ការបំបែកអុកស៊ីតកម្មនៃចំណង glycosidic ដោយអ៊ីដ្រូសែន peroxide អាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងក្នុងកម្រិតមួយចំនួន ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការកែប្រែជ្រើសរើសនៃខ្សែសង្វាក់សែលុយឡូស និងការផលិតដេរីវេតាមតម្រូវការជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិជាក់លាក់។
កម្មវិធីដែលអាចប្រើបានច្រើន៖ ដេរីវេនៃសែលុយឡូសរលាយដែលទទួលបានពីការរំលាយដែលសម្របសម្រួលដោយអ៊ីដ្រូសែន peroxide មានកម្មវិធីសក្តានុពលក្នុងវិស័យផ្សេងៗ រួមទាំងការផលិតជីវឥន្ធនៈ សម្ភារៈមុខងារ ឧបករណ៍ជីវវេជ្ជសាស្ត្រ និងការព្យាបាលទឹកសំណល់។
បញ្ហាប្រឈម និងទិសដៅអនាគត៖
ថ្វីត្បិតតែមានលក្ខណៈជោគជ័យក៏ដោយ ការរំលាយសែលុយឡូសដែលសម្របសម្រួលដោយអ៊ីដ្រូសែន peroxide ប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាជាច្រើន និងផ្នែកសម្រាប់កែលម្អ៖
ការជ្រើសរើស និងទិន្នផល៖ ការទទួលបានទិន្នផលខ្ពស់នៃដេរីវេនៃសែលុយឡូសរលាយជាមួយនឹងប្រតិកម្មចំហៀងតិចតួចនៅតែជាបញ្ហាប្រឈម ជាពិសេសសម្រាប់ចំណីជីវម៉ាសស្មុគស្មាញដែលមានផ្ទុកសារធាតុ lignin និង hemicellulose ។
ការធ្វើមាត្រដ្ឋាន និងដំណើរការសមាហរណកម្ម៖ ការធ្វើមាត្រដ្ឋានដំណើរការរំលាយសែលុយឡូសដែលមានមូលដ្ឋានលើអ៊ីដ្រូសែន peroxide ដល់កម្រិតឧស្សាហកម្ម ទាមទារការពិចារណាយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្ននៃការរចនាម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ ការស្ដារសារធាតុរំលាយ និងជំហានដំណើរការចុះក្រោម ដើម្បីធានាបាននូវលទ្ធភាពសេដ្ឋកិច្ច និងនិរន្តរភាពបរិស្ថាន។
ការអភិវឌ្ឍន៍កាតាលីករ៖ ការរចនានៃកាតាលីករដែលមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ការធ្វើឱ្យអ៊ីដ្រូសែន peroxide សកម្ម និងការកត់សុីនៃកោសិកាគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការបង្កើនអត្រាប្រតិកម្ម និងការជ្រើសរើស ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយការផ្ទុកកាតាលីករ និងការបង្កើតផលិតផលដោយផលិតផល។
ការផ្តល់តម្លៃនៃផលិតផលដោយផលិតផល៖ យុទ្ធសាស្រ្តសម្រាប់កំណត់តម្លៃផលិតផលដែលបង្កើតកំឡុងពេលការរំលាយកោសិកាដែលសម្របសម្រួលដោយអ៊ីដ្រូសែន peroxide ដូចជាអាស៊ីត carboxylic ឬជាតិស្ករ oligomeric អាចបង្កើនបន្ថែមទៀតនូវនិរន្តរភាព និងលទ្ធភាពសេដ្ឋកិច្ចទាំងមូលនៃដំណើរការនេះ។
អ៊ីដ្រូសែន peroxide មានការសន្យាយ៉ាងសំខាន់ថាជាសារធាតុរំលាយពណ៌បៃតង និងអាចប្រើប្រាស់បានសម្រាប់ការរំលាយសែលុយឡូស ដោយផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិដូចជាភាពឆបគ្នានៃបរិស្ថាន លក្ខខណ្ឌប្រតិកម្មស្រាល និងការកត់សុីជ្រើសរើស។ទោះបីជាមានបញ្ហាប្រឈមជាបន្តបន្ទាប់ក៏ដោយ ការបន្តកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងស្រាវជ្រាវដែលមានគោលបំណងបង្ហាញឱ្យឃើញនូវយន្តការមូលដ្ឋាន ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្រតិកម្ម និងការរុករកកម្មវិធីប្រលោមលោកនឹងពង្រឹងបន្ថែមទៀតនូវលទ្ធភាព និងនិរន្តរភាពនៃដំណើរការដែលមានមូលដ្ឋានលើអ៊ីដ្រូសែន peroxide សម្រាប់ការកំណត់តម្លៃសែលុយឡូស។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ មេសា-១០-២០២៤