بهينه‌سازي فرايند توليد كربوكسي متيل سلولوز از باگاس (تفاله) نيشكر

كربوكسي متيل سلولوز پليمري محلول در آب است كه كاربردهاي فراواني در صنايع گوناگون دارد. منابع گوناگوني براي تهيه كربوكسي متيل سلولوز وجود دارد كه يكي از آ‌ن‌ها باگاس است. باگاس(تفاله) نيشكر متشكل از سلولوز، همي‌سلولوز و ليگنين است. از آنجا كه 40 -30 درصد باگاس داراي سلولوز است، بنابراين  مي‌تواند به‌عنوان منبع سلولوز براي تهيه كربوكسي‌متيل‌سلولوز درنظر گرفته شود. در اين پژوهش همي‌سلولوز و ليگنين به‌وسيله محلول اسيد رقيق و سديم هيدروكسيد  از باگاس جدا و سلولوز استخراج  شد. سولفوريك اسيد و نيتريك اسيد رقيق در مرحله اسيدي استفاده شدند كه سولفوريك اسيد باعث حذف بيش تري از همي‌سلولوز شد. براي جداسازي كامل سلولوز، از درصد‌هاي گوناگون محلول سولفوريك اسيد  و سديم هيدروكسيد در زمان‌هاي متفاوت از واكنش استفاده شد. با  محاسبه سطح نرمال‌شده زير پيك‌هاي مشخصه طيف FT-IR به دست آمده از نمونه‌ها با نرم افزار Origin و مقايسه آن‌ها، نمونه با بيش ترين مقدار سلولوز استخراج‌شده انتخاب شد. سلولوز استخراج‌شده در اين مرحله براي تهيه كربوكسي‌متيل‌سلولوز استفاده شد. در مرحله بعد روش پاسخ سطح (RSM) همراه با طراحي آزمون  Box-Behnken Design (BBD) براي دستيابي به بيش ترين درجه جانشيني كربوكسي‌متيل ‌سلولوز به‌كار گرفته شد. متغيرهاي مستقل اين طراحي عبارت از  دماي واكنش، غلظت محلول سديم هيدروكسيد و مقدار سديم مونوكلرواستات به ازاي هر گرم سلولوز بود. بيش ترين  درجه جانشيني 0.66 تعيين شد، در حالي كه فاكتور رضايت 97.14 درصد محاسبه شد كه نشانگر مطابقت خوب مدل با داده‌هاي تجربي است. گرانروي محلول 2 درصد كربوكسي‌متيل‌سلولوز با درجه جانشيني 66 / برابر با  cP 24.8 و وزن مولكولي اين نمونه 261000 گرم بر مول شد كه در مواد شوينده كاربرد دارد.