جداسازي ليگنين با فرآيند ليگنوبوست و تهيه مشتق سولفون دار شده محلول در آب از ليگنين موجود در مايع پخت سياه سوداي باگاس

Extraction of lignin with lignoboost process and production of water-soluble sulfonated derivatives from lignin of bagasse soda black liquor

يكي از منابع مهم ليگنين، مايع پخت سياه موجود در كارخانه هاي خميركاغذ سازي است كه با توجه به حجم بالاي مايع پخت توليد شده تيمار آن هم از نظر اقتصادي و هم از نظر محيط زيستي اهميت زيادي دارد. ليگنين قليايي به دليل نامحلول بودن در آب و عدم واكنش پذيري، كاربرد هاي صنعتي محدودي دارد. بنابراين براي افزايش دامنه كاربردهايش نيازمند اصلاح شيميايي است.. اين تحقيق با هدف بررسي اصلاح شيميايي ليگنين و تبديل آن به فرآورده هاي محلول در آب انجام گرفته است. در اين تحقيق ابتدا ليگنين موجود در مايع پخت سوداي باگاس با فرآيند ليگنوبوست جدا شد و سپس فرآيند سولفونيشن با استفاده از سولفيت سديم در سه شرايط واكنشي متفاوت (دماي 75 درجه سانتيگراد و زمان 6 ساعت، دماي 90 درجه سانتيگراد و زمان 6 ساعت و دماي 90 درجه سانتيگراد و زمان 4 ساعت) انجام شد. تغييرات ساختاري ليگنين با استفاده از دستگاه طيف سنج مادون قرمز (FTIR)، وزن مولكولي با استفاده از كروماتوگرافي اندازه طردي (SEC) ، رفتار حرارتي توسط آناليز گرما وزن سنجي (TGA) و عناصر مشتقات محلول در آب از طريق دستگاه آناليز عنصري (CHNS) اندازه گيري شد. نتايج نشان داد كه ليگنين هاي سولفونه شده از نظر مقدار گروه هاي سولفونات با ليگنين اصلاح نشده متفاوت هستند و داراي مقادير بيشتري از گروه سولفانات هستند. همچنين وزن مولكولي ، انحلال پذيري و پايداري حرارتي ليگنين هاي سولفونه شده به دليل وجود گروه هاي سولفوانات نسبت به ليگنين اصلاح نشده افزايش يافت.

An important source of lignin is the spent pulping liquor, known as black liquor, due to high volume produced of black liquor the treatment of it is very important for economic and environmental reasons. Alkali lignin can be extracted from black liquor in pulping process to produce value-added chemicals, but its limited water solubility hampers its end-use applications. In this work, at first bagasse soda lignin extracted form black liquor with lignoboost process and was modified with sodium sulfite under three different treatment conditions (75°C , 6 h and 90 °C , 6 h and 90 °C , 4 h) . The structure changes by using FTIR method and molecular weight by SEC, thermal behavior by TGA and elemental analysis of the product by CHNS were assessed. The results showed the sulfonated lignins are different from unmodified lignin in the amount of sulfonate group and have more sulfonate groups. Also the molecular weight, Solubility and thermal behavior in sulfonated lignins increased due to sulfonate group compared to unmodified lignin.