Sebagai senyawa polimer alami, selulosa memiliki beragam aplikasi di bidang manufaktur. Ini terutama berasal dari dinding sel tanaman dan merupakan salah satu senyawa organik paling melimpah di bumi. Selulosa telah banyak digunakan dalam pembuatan kertas, tekstil, plastik, bahan bangunan, obat-obatan, makanan dan industri lainnya karena struktur molekulnya yang unik, kemampuan terurai yang ramah lingkungan, dan sifat fisik dan kimia yang sangat baik.
1. Industri pembuatan kertas
Industri pembuatan kertas adalah bidang aplikasi utama selulosa. Serat tumbuhan dapat dibuat menjadi pulp setelah perlakuan mekanis atau kimia. Selulosa memberikan kekuatan dan daya tahan sebagai komponen utama dalam proses ini. Dalam proses pembuatan kertas, penyerapan air, kehalusan dan kekuatan tarik kertas dapat dikontrol dengan menambahkan bahan kimia tambahan dan menggunakan kombinasi serat yang berbeda. Munculnya kertas daur ulang semakin menekankan keberlanjutan dan kemampuan daur ulang selulosa, sehingga lebih menguntungkan sebagai bahan ramah lingkungan.
2. Industri tekstil
Serat selulosa (seperti kapas) banyak digunakan dalam pembuatan kain sebagai bahan baku dasar industri tekstil. Serat kapas mengandung lebih dari 90% selulosa, yang menjadikannya lembut, higroskopis, bernapas dan sifat-sifat unggul lainnya, cocok untuk pembuatan berbagai jenis pakaian. Dalam beberapa tahun terakhir, serat selulosa dapat diolah secara kimia untuk membentuk serat selulosa yang diregenerasi seperti serat viscose dan serat modal, sehingga semakin memperluas penerapan selulosa dalam industri tekstil. Serat ini tidak hanya lembut dan nyaman, tetapi juga memiliki sifat antibakteri dan biodegradable yang baik.
3. Bioplastik dan bahan yang dapat terbiodegradasi
Selulosa dapat digunakan untuk membuat plastik biodegradable di industri plastik, yang merupakan salah satu arah penelitian penting untuk memecahkan masalah “polusi putih”. Dengan mengolah selulosa menjadi selulosa asetat atau selulosa eter, selulosa dapat digunakan untuk membuat film plastik ramah lingkungan, peralatan makan, dll. Bahan-bahan ini memiliki stabilitas kimia dan sifat fisik yang kuat, serta mudah terdegradasi di lingkungan alam, sehingga mengurangi dampak sampah plastik terhadap lingkungan ekologis.
4. Bahan bangunan
Dalam industri konstruksi, selulosa banyak digunakan untuk pembuatan papan fiber semen, papan gipsum yang diperkuat serat, dan bahan isolasi termal. Menggabungkan serat selulosa dengan bahan lain dapat meningkatkan ketahanan benturan, kekuatan tarik, dan meningkatkan insulasi termal dan insulasi suara. Misalnya, bahan isolasi termal selulosa merupakan bahan isolasi termal yang ramah lingkungan. Dengan menyuntikkan bubuk selulosa atau partikel selulosa ke dalam dinding bangunan, bahan ini dapat secara efektif mengisolasi dan mengurangi kebisingan, dan sifat alami anti serangga membuatnya lebih banyak digunakan dalam konstruksi.
5. Industri makanan dan farmasi
Turunan selulosa seperti karboksimetil selulosa (CMC) dan metil selulosa (MC) juga mempunyai aplikasi penting dalam industri makanan dan farmasi. Karboksimetil selulosa banyak digunakan sebagai pengental, penstabil dan pengemulsi pada makanan, sedangkan metil selulosa sering digunakan sebagai penghancur pada tablet karena daya rekat dan biokompatibilitasnya yang baik. Selain itu, selulosa juga dapat ditambahkan ke dalam makanan sebagai serat makanan untuk membantu masyarakat meningkatkan kesehatan usus.
6. Industri kosmetik
Selulosa sering digunakan sebagai pengental dan penstabil kosmetik. Misalnya, selulosa karboksimetil dan selulosa mikrokristalin biasa dapat meningkatkan viskositas dan stabilitas kosmetik serta menghindari stratifikasi bahan. Selain itu, selulosa yang mudah terurai dan tidak beracun membuatnya cocok untuk digunakan dalam produk pembersih, produk perawatan kulit, dan riasan.
7. Bahan ramah lingkungan dan bahan filter
Karena struktur berpori dan adsorpsi selulosa yang baik, selulosa semakin banyak digunakan dalam bahan filter. Membran selulosa dan nanofiber selulosa digunakan dalam penyaringan udara, pengolahan air dan pengolahan air limbah industri. Bahan filter selulosa tidak hanya dapat menghilangkan partikel tersuspensi, tetapi juga menyerap zat berbahaya, dengan keunggulan efisiensi tinggi dan perlindungan lingkungan. Selain itu, penelitian penerapan nanofiber selulosa menjadikannya memiliki potensi besar dalam industri filtrasi dan perlindungan lingkungan di masa depan.
8. Medan energi
Biomassa selulosa juga menarik banyak perhatian di bidang energi. Selulosa dapat menghasilkan energi terbarukan seperti bioetanol dan biodiesel melalui biodegradasi dan fermentasi. Dibandingkan dengan energi petrokimia, hasil pembakaran energi biomassa relatif ramah lingkungan dan sejalan dengan konsep pembangunan berkelanjutan. Teknologi produksi biofuel selulosa secara bertahap membaik, memberikan kemungkinan baru bagi energi ramah lingkungan di masa depan.
9. Penerapan nanoteknologi
Serat nano selulosa (CNF) merupakan kemajuan penting dalam penelitian selulosa dalam beberapa tahun terakhir. Karena kekuatannya yang tinggi, kepadatannya yang rendah dan biokompatibilitasnya yang baik, mereka banyak digunakan dalam berbagai material komposit. Penambahan serat nano selulosa dapat meningkatkan sifat mekanik material komposit secara signifikan, dan dibandingkan dengan bahan nano lainnya, serat nano selulosa bersifat terbarukan dan dapat terurai secara hayati, sehingga memiliki potensi besar dalam perangkat elektronik, sensor, implan medis, dan material berperforma tinggi.
10. Teknologi percetakan dan inkjet
Dalam teknologi pencetakan dan inkjet, turunan selulosa digunakan untuk meningkatkan fluiditas dan adsorpsi tinta, sehingga efek pencetakan lebih seragam. Pada tinta cetak inkjet, selulosa dapat membuat warna lebih penuh dan jernih. Selain itu, transparansi dan kekuatan selulosa dapat meningkatkan kualitas kertas cetakan dan mengurangi difusi tinta, sehingga menghasilkan produk cetakan yang lebih berkualitas.
Sebagai bahan polimer alami yang terbarukan dan mudah terurai, selulosa telah menjadi salah satu bahan penting dalam manufaktur modern. Penerapannya yang luas di berbagai bidang menunjukkan keragaman dan perlindungan lingkungan, serta mendorong transformasi ramah lingkungan di banyak industri. Kedepannya, dengan terus berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi serta terobosan nanoteknologi selulosa, penerapan selulosa akan semakin terdiversifikasi.
Waktu posting: 01 November 2024