Cellulose ist die am häufigsten vorkommende Struktur in Gemüse und wird häufig als Rohstoff für alltägliche Produkte verwendet
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Cellulose ist die Hauptstrukturzellmasse von Pflanzen. Es wurde durch miteinander verbundene Glucosemonomere gebildet und 1838 vom französischen Chemiker Anselme Payen entdeckt, der seine chemische Formel bestimmte. Cellulose ist ein wichtiger Rohstoff für die Industrie, die sie aus verschiedenen Gemüsen wie Eukalyptus, Kiefer, Baumwolle und Bambus gewinnt.
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Wo ist es vorhanden?
Cellulose ist eines der häufigsten Materialien im Alltag. Es dient als Rohstoff für verschiedene Papiersorten, Wegwerfwindeln, Stoffe, Toilettenpapier, Absorptionsmittel, Tablettenfüller, Emulgatoren, Verdickungsmittel und Stabilisatoren für verarbeitete Lebensmittel (wie Hamburger und geriebener Käse), Klebstoffe, Biokraftstoffe, Baumaterialien und da geht es.
In Lebensmitteln, die in der Natur verzehrt werden, wie Blätter und Gemüse, spielt Zellulose eine wichtige Rolle bei der Bildung von Kotkuchen und unterstützt die Funktion des menschlichen Verdauungssystems.
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Untersuchungen der Medizinischen Fakultät der Universität von Virginia haben ergeben, wie Pflanzen die tragenden Strukturen erzeugen, die ihnen das Wachstum ermöglichen. Sie verweben die Celluloseketten zu kabelartigen Strukturen, die als "Mikrofibrillen" bezeichnet werden. Diese Mikrofibrillen unterstützen die Zellwände von Landpflanzen entscheidend und ermöglichen es ihnen, den Druck in ihren Zellen zu erhöhen. Dieser Druck ermöglicht es Pflanzen, in Richtung Himmel zu wachsen.
Wie es verarbeitet wird
Cellulose wird auf natürliche Weise von verschiedenen Gemüsesorten hergestellt und durchläuft eine Reihe von Prozessen, die von der Industrie angewendet werden. Diese Prozesse sind in die Phasen Forstwirtschaft, Holzaufbereitung, Zellstoffherstellung, Trocknung und Veredelung unterteilt. Überprüfen Sie die Besonderheiten jeder Phase:
Waldbühne
Der Zelluloseproduktionsprozess beginnt mit dem Pflanzen von Gemüsesamen, die als Zellulosequelle dienen.
Holzaufbereitung
Nach dem Schneiden dieses angebauten Gemüses werden die Stämme zu Fabriken geschickt, wo sie geschält und zu Häckslern gebracht werden, um in Hackschnitzel verwandelt zu werden, bei denen es sich um kleine Holzstücke handelt.
Cellulose erhalten
Die Chips werden zu den Fermentern transportiert, wo das Kochen oder Aufschließen beginnt. Das Aufschließen dient dazu, das Holz zu erweichen und das Zerkleinern und Delignifizieren zu erleichtern - was aus der Trennung des Lignins besteht -, das für die Farbe und Festigkeit der Holzfasern verantwortlich ist.
Nachdem das Lignin abgetrennt wurde, wird ein Wasch- und Siebvorgang durchgeführt, um Verunreinigungen zu entfernen, die dabei wiederverwendet werden.
Nach dem Sieben wird die Cellulose einem Bleichprozess unterzogen, der darin besteht, die Cellulose mit bestimmten chemischen Reagenzien zu behandeln, um ihre Helligkeit, Sauberkeit und chemische Reinheit zu verbessern. Je effizienter der Delignifizierungsprozess ist, desto weniger Reagenzien werden beim Bleichen benötigt. Das Bleichen kann nach zwei Hauptmethoden erfolgen: nach der Säure- oder Sulfitmethode und nach der in Brasilien am häufigsten verwendeten alkalischen oder Kraftmethode. Im Fall des Standardverfahrens wird die zum Bleichen verwendete Sequenz mit Chlorgas (oder elementarem Chlor) gestartet.
Trocknen
Schließlich wird die Cellulose nach dem Bleichen zum Trocknen geschickt. Ziel ist es, das Wasser aus der Zellulose zu entfernen, bis es den Gleichgewichtspunkt mit der relativen Luftfeuchtigkeit erreicht. Am Ende des Trockners befindet sich der Cutter, der die Bahn auf eine bestimmte Form reduziert.
Umwelteinflüsse
Die Stadien der Herstellung der Cellulose, die die meisten Umweltauswirkungen verursachen, sind das Waldstadium, das Bleichen und der Bestimmungsort der Rückstände.
Im brasilianischen Fall stammt der Rohstoff für Zellulose aus bepflanzten Baumfarmen. In den skandinavischen Ländern und in Kanada wird es aus staatseigenen einheimischen Wäldern gewonnen, was ein erhebliches Problem der Entwaldung einheimischer Wälder darstellt, hauptsächlich weil einheimische Arten langsam wachsen. Andererseits hängen bei gepflanzten Bäumen die Umweltauswirkungen hauptsächlich mit dem Verlust der biologischen Vielfalt (sowohl Flora als auch Fauna) zusammen, der durch Monokultur, Bodenerschöpfung, Schädlingsinvasion und Kontamination der Wasserressourcen aufgrund von verursacht wird die Verwendung von Pestiziden.
Die Phase des Bleichens von Zellstoff tritt häufig in Diskussionen über die Erhaltung der Umwelt auf. Das Vorhandensein von Chlor und organischen Substanzen, einschließlich Lignin, stellt den größten Teil des Bleichabwassers dar und trägt zur Bildung von Organochlorverbindungen bei - Substanzen mit erheblichen Umweltauswirkungen. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie im Artikel "Was sind Organochloride?".
Die große Schwierigkeit des Standardverfahrens (erklärt in der Phase der Celluloseherstellung) besteht darin, dass das Vorhandensein dieser Organochloride, Chloride und der niedrige Feststoffgehalt im Abwasser es ungeeignet machen, es in den Rückgewinnungszyklus zu schicken, was eine Behandlung erforderlich macht flüssige Abwässer am Ende des Produktionskreislaufs.
Bei Eukalyptus-Monokulturen (eine Art, die in der Zellstoffindustrie vor allem wegen ihrer raschen Entwicklung weit verbreitet ist) wird häufig auf den hohen Wasserverbrauch von Bäumen und deren Auswirkungen auf Bodenfeuchtigkeit, Flüsse und Grundwasser hingewiesen. .
Eukalyptus kann bei Verwendung der darin enthaltenen Wasserreserven zu Trockenheit des Bodens führen und in diesem Fall auch das Wachstum anderer Arten beeinträchtigen, was auf die sogenannte „Allelopathie“ zurückzuführen ist.
Andererseits heißt es in einem von Revista do BNDES veröffentlichten Artikel, dass dies trotz eines hohen Wasserverbrauchs nicht unbedingt bedeutet, dass der Eukalyptus den Boden der Region trocknet, in die er eingesetzt wird, oder dass er die Grundwasserspiegel beeinflusst. Dies liegt daran, dass laut Artikel die Trockenheit des Bodens in Eukalyptuswäldern nicht nur vom Wasserverbrauch der Pflanzen abhängt, sondern auch vom Niederschlag des Anbaugebiets.
Vorteile für die Umwelt
In abgeholzten und verarmten Böden hat die Ablagerung organischer Rückstände aus der Herstellung von Zellulose und Papier einige vorteilhafte Auswirkungen, wie z. B. eine Erhöhung des pH-Werts mit einer daraus resultierenden Erhöhung der Verfügbarkeit bestimmter Nährstoffe, insbesondere Phosphor und Mikronährstoffe; erhöhte Kationenaustauschkapazität von Böden; Einbau von Mineralstoffen, die von Bäumen benötigt werden; Verbesserung der physikalischen Eigenschaften wie Granulometrie, Wasserhaltekapazität und Bodendichte; erhöhte biologische Aktivität des Bodens, beschleunigt die Zersetzung von Streu und den Nährstoffkreislauf. Die in der brasilianischen Wiederaufforstung verwendeten Böden sind mit seltenen Ausnahmen selbst für forstwirtschaftliche Aktivitäten von geringer Fruchtbarkeit.Die Korrektur dieser Böden ist notwendig, um die Fruchtbarkeit zu verbessern, und ein hoher Anteil an organischer Substanz erhöht die Verfügbarkeit von Mineralstoffen und die Fähigkeit, Wasser und Kationen im Boden zurückzuhalten. Erwähnenswert ist jedoch, dass dieser Fall nur für zuvor verarmte Böden gilt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Pflanzen von Monokulturen in zuvor abgeholzten Gebieten dazu beiträgt, CO2 während des Vegetationswachstums zu binden, hauptsächlich weil, wie Fernando Reinach in einem Artikel der Zeitung Estado de S. Paulo ausführt, der größte Teil der CO2-Abscheidung durch Pflanzen erfolgt gibt in seiner Wachstumsphase. In der Erwachsenenphase wird kein CO2 eingefangen, das nachts nicht wieder freigesetzt wird. Erwähnenswert ist jedoch, dass dieser Vorteil nur dann von Vorteil ist, wenn sich das Gebiet, in dem die betreffende Bepflanzung durchgeführt wird, bereits in einem Zustand der Verschlechterung und Entwaldung befindet. und dass nach dem Fällen von Bäumen, um Cellulose zu erhalten, der in den Bäumen fixierte Kohlenstoff dazu neigt, in die Atmosphäre zurückzukehren.
Im Vergleich zu exotischen Arten (die nicht in brasilianischen Biomen beheimatet sind) wie Eukalyptus - in Form von Monokultur gepflanzt - sind einheimisches Gemüse, das auf agroökologische Weise gepflanzt wird, im Hinblick auf Umweltgewinne immer vorteilhafter - zum Beispiel die Stimulierung der biologischen Vielfalt selbst .
Zertifizierung
Aufgrund der potenziellen Umweltauswirkungen des Zellstoffproduktionssektors (auf Waldbasis) besteht (seitens der Verbraucher) die Anforderung, möglichst geringe Umweltauswirkungen (negative externe Effekte) in der Produktionskette von Produkten aus zu erzeugen Zellulose.
- Was sind positive und negative externe Effekte?
Die Zertifizierung ist eine Möglichkeit, die anspruchsvollsten Verbraucher über ihre Verpflichtung (seitens der Hersteller) zu informieren, schädliche externe Auswirkungen auf die Umwelt (Entwaldung im Amazonasgebiet, Missachtung indigener Gebiete usw.) innerhalb bestimmter Kriterien zu verringern, die durch die betreffende Zertifizierung festgelegt wurden.
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Durch das Logo des Zertifizierungssystems auf der Produktverpackung (wie es in Sulfitplattenverpackungen vorkommt) kann der Verbraucher wissen, wie das Produkt hergestellt wurde.
Die international anerkannten Zertifizierungssysteme in Brasilien sind die Norm ISO 14001, die CerFlor-Zertifizierung und die FSC-Zertifizierung. Für jeden von ihnen sind die Anforderungen unterschiedlich festgelegt.
Die Ausbeutung tropischer Wälder, verbunden mit dem Aussterben von Arten und der Entwaldung, brachte den Druck mit sich, Waldextraktionsaktivitäten als Alternative zur Gewährleistung guter Waldbewirtschaftungspraktiken zu zertifizieren. Es bestehen jedoch bereits Probleme im Zusammenhang mit der Zertifizierung. Dazu zählen die mangelnde Standardisierung der Prüfungsmethoden der Zertifizierungsstellen, das geringe öffentliche Wissen über Zertifizierungen und die wenigen Investitionen in die Förderung durch die Siegel.
In Brasilien angewandte FSC-Zertifizierungen, insbesondere in den ipê-Wäldern, wurden wegen ihrer Legitimität in Frage gestellt, was Zweifel an der Wirksamkeit der von den für dieses Siegel zuständigen Zertifizierungsstellen im Land festgelegten Standards aufkommen lässt. Der Hauptvorwurf in diesem Fall ist, dass die Parameter sehr allgemein gehalten sind und es keine objektiven Indikatoren für die Messung der Waldaktivitäten gibt. Auf der Website von FSC Brazil heißt es: "Die FSC-Zertifizierung ist ein international anerkanntes Garantiesystem, das anhand seines Logos Holz- und Nichtholzprodukte identifiziert, die aus einer guten Waldbewirtschaftung stammen. Jedes Unternehmen, das mit Waldbewirtschaftungsmaßnahmen und / oder verbunden ist Die produktive Kette von Forstprodukten, die den FSC-Grundsätzen und -Kriterien entspricht, kann zertifiziert werden. "
