بهينه سازي استخراج سلولز از خمير چغندرقند

Optimization of cellulose extraction from sugar beet pulp

سلولز يكي از مواد اوليه مورد نياز صنايع مي?باشد كه به?طور وسيع در تهيه رنگ?ها، كاغذ، نساجي، كشاورزي، محصولات آرايشي و بهداشتي كاربرد دارد. تفاله و مازاد خمير چغندرقند در مرحله عيارسنجي يكي از منابع سلولز به?شمار مي?آيد. اين طرح با هدف بررسي امكان توليد سلولز از تفاله يا مازاد خمير چغندرقند در مرحله عيارسنجي به?صورت آزمايش فاكتوريل (2×3×3) بر پايه طرح كرت?هاي كاملاً تصادفي در سه تكرار انجام شد. به اين منظور ابتدا مازاد خمير چغندرقند نمونه?هاي عيارسنجي شده جمع?آوري، شسته، خشك و آسياب شد. سپس نمونه آسياب شده توسط اسيد كلريدريك 6/0 نرمال در دماي 45 درجه سانتي?گراد به مدت 48 ساعت هيدروليز و با آب در دماي 70 درجه سانتي?گراد به مدت يك ساعت مخلوط گرديد تا پكتين و تركيبات پكتيني موجود به?صورت محلول از مخلوط جدا شدند. باقي?مانده تفاله در اين مرحله را پس از شستشو و خشك كردن به نسبت يك گرم تفاله و 100 ميلي?ليتر محلول سود در سه سطح با غلظت 5/2، 5 و 5/7 درصد (w/v)، در سه مدت زمان تاثير سود شامل هشت، 10 و12 ساعت و دماي تاثير سود در دو سطح 25 و 45 درجه سانتي?گراد تيمار گرديدند تا پلي?ساكاريدهاي محلول در محيط قليايي از سلولز جدا شوند. صفات اندازه?گيري شده در اين تحقيق شامل خلوص نسبي، ويسكوزيته و جرم ملكولي سلولز استخراجي بودند. نتايج نشان داد اثر غلظت سود و مدت هم?زدن و اثر متقابل اين دو عامل بر صفت خلوص نسبي در سطح احتمال پنج درصد معني?دار است. به?علاوه مشخص گرديد كه بين تيمارهاي مورد بررسي سلولز استخراج شده توسط تيمار سود و غلظت پنج درصد در مدت همزدن 12 ساعت و دماي 45 درجه سانتي?گراد به?طور معني?داري از شرايط كيفي بهتري برخوردار است به?طوري كه ميانگين صفات خلوص نسبي 2/95 درصد، ويسكوزيته 9/15 ميلي?پاسكال در ثانيه و جرم?ملكولي 255000 گرم بر مول به?دست آمد كه از ساير تيمارهاي مورد بررسي به?طور معني?داري بيشتر بود. بنابراين با اين روش مي?توان سلولزي با خلوص نسبي 2/95 درصد از تفاله چغندرقند به?دست آورد.

Cellulose is a raw material which is extensively used in the manufacture of paints, papers, textiles, agricultural products and cosmetics. The waste of sugar beet pulp after titration is a source of cellulose. The current study was carried out to study the possibility of cellulose production from sugar beet pulp waste at titration stage as a 3×3×2 factorial study on the basis of a Randomized Complete Block Design with three replications. So, firstly the waste of titrated sugar beet pulp was collected, washed, dried and ground. Then, the ground sample was hydrolyzed by hydrochloride acid 0.6 N at 45°C for 48 hours and was mixed with water at 70°C for one hour in order to isolate dissolved pectin and pectic compounds. Then, the remaining waste was washed, dried and treated with soda solution with the ratio of 1 g waste:100 ml soda solution at three levels with the concentrations of 2.5, 5 and 7.5% (w/v) at three lengths of soda impact including 8, 10 and 12 hours and two levels of temperature of soda impact including 24 and 45°C in order to isolate the basic medium-dissolved polysaccharides from cellulose. The measured traits included relative purity, viscosity and cellulose molecular mass. Results showed that the effect of soda concentration and stirring length as well as their interaction was significant on relative purity at 5% probability level. In addition, it was revealed that out of the studied treatments, the cellulose extracted through treating with 5% soda stirred for 12 hours at 45°C had significantly higher quality given that it enjoyed 95.2% relative purity, 15.9 mPa.s-1 viscosity and 255000 kg.mol-1 molecular mass which were significantly higher than those of other treatments. Therefore, this method allows extracting cellulose with 95.2% relative purity from sugar beet waste.