اثر روش شستشو بر ویژگی‌های خمیرسازی باگاس در فرآیند دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 دانشیار گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 استادیار گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

4 دانشجوی دکتری تخصصی صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

چکیده

فرآیند خمیرسازی دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW) می‌تواند به عنوان یک فرآیند هیبریدی بین فرآیند خمیرسازی سولفیت اسیدی و حلال آلی در نظر گرفته شود. این فرآیند به‌منظور جداسازی ترکیبات اصلی مواد لیگنوسلولزی (سلولز، همی‌سلولز‌ها و لیگنین) اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. این مطالعه با هدف بررسی اثر روش شستشو بر ویژگی‌های خمیرسازی باگاس در فرآیند جزء به جزءسازی اسیدی دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW) انجام شد. متغیرهای مورد مطالعه در این تحقیق شامل دو روش شستشوی خمیر (آب- اتانول 40 درصد و آب)، زمان خمیرسازی (30 تا 100 دقیقه) و دمای پخت (120 و 135 درجه سانتی‌گراد) بودند. خمیرها با استفاده از اتانول 40 درصد با دمای 60 درجه سانتی‌گراد (L:W برابر 2:1) و سپس توسط آب در دمای اتاق شستشو داده شد. نتایج نشان داد بازده نهایی خمیر به دلیل انحلال بیش‌تر لیگنین در آب- اتانول 40 درصد نسبت به سیستم متداول (شستشو با آب) کاهش یافته است که این کاهش بازده از نظر آماری در سطح 1 درصد معنی‌دار می‌باشد. نتایج حاصل از خمیرسازی در دمای 120 و 135 درجه سانتی‌گراد در زمان‌های مختلف مشخص می‌شود که با افزایش زمان خمیرسازی از مقدار عدد کاپای خمیر SEW کاسته می‌شود.

کلیدواژه‌ها


[1] Vishtal, A. and Kraslawski, A., 2011. Challenges in industrial applications of technical lignins. BioResources, 6(3):3547-3568.

[2] Tan, T., Yu, J. and Shang, F., 2011. Biorefinery Engineering (Comprehensive Biotechnology: Second Edition), Acasemic Press: 815-828.

[3] Hui, S., Ying-kai, X. and Guo-zhi, X., 2010. Isolation of hemicelluloses from wood chips via extraction with kraft green liquor, chem. Res. Chinese universities, 26(4):667-671.

[4] Bajpai, P., 2013. Biorefinery in the pulp and paper technology. Elsevier academic press.ISBN: 978-0-12-409508-3.

[5] Sklavounos, E., 2014. Conditioning of SO2-ethanol-water (SEW) spent liquor from lignocellulosics for ABE fermentation to biofuels and chemicals, Doctoral Dissertation. Department of Forest Products Technology, Aalto University.

[6] Yamamoto, M.,  2014. SO2-ethanol-water fractionation and enzymatic hydrolysis of forest biomass, Doctoral Dissertation, Department of forest products Technology. Aalto University.

[7] Fan, L., Ruan, R., Liu, Y., Wang, Y. and Tu, C., 2015. Effects of extraction conditions on the characteristics of ethanol organosolv lignin from bamboo (Phyllostachys pubescens Mazel). BioResources. 10(4):7998-8013.

[8] Moniz, P., Lino, J., Duarte, L. C., Roseiro, L. B., Boeriu, C. G., Pereira, H. and Carvalheiro, F., 2015. Fractionation of hemicelluloses and lignin from rice straw by combining autohydrolysis and optimised mild organosolv delignification. BioResources,10(2):2626-2641.

[9] Sridach, W., 2010. The environmentally benign pulping process of non-wood fibers. Suranaree J. Sci. Technol., 17(2):105-123.

[10] Iakovlev, M., 2011. SO2-ethanol-water (SEW) fractionation of lignocelluloscis. Doctoral Dissertation, Department of forest products technology, Aalto University.

[11] Sklavounos, E., Iakovlev, M. and Heiningen, A.V.,  2013a. Study on conditioning of SO2-Ethanol-Water spent liquor from spruce chips/softwood biomass for ABE fermentation. Industrial & Engineering Chemistry Research.52:4351-5359.

[12] Sklavounos, E., Iakovlev, M., Survase, S., Granstrom, T. and Heiningen, A.V.,  2013b. Oil palm empty fruit bunch to biofuels and chemicals via SO2-Ethanol-Water fractionation and ABE fermentation. Bioresource Technology,147:102-109.

[13] Survase, S.A., Sklavounos, E., Jurgens, G., Heiningen, A.V. and Granstrom, T., 2011. Continuous acetone-butanol-ethanol-ethanol fermentation using SO2-ethanol-water spent liquor from spruce. Bioresource Technology,102:10996-11002.

[14] Iakovlev, M., Hiltunen, E. and Heiningen, A.V., 2010. Paper technical potential of spruce SO2-Ethanol-Water (SEW) pulp compared to kraft pulp. Nordic pulp and paper research journal, 25(4):428-433.

[15] Sixta, H., Iakovlev, M., Testova, L., Roselli, A., Hummel, M., Borrega, M., Van Heiningen, A., Froschauer, C. and Schottenberger, H., 2013. Novel concepts of dissolving pulp production. Cellulose, 20:1547-1561.

[16] Iakovlev, M., You, X., Heiningen, A.V. and Sixta, H., 2014a. SO2–ethanol–water (SEW) fractionation of spruce: kinetics and conditions for paper and viscose-grade dissolving pulps. RSC Adv, 4:1938-1950.

[17] Iakovlev, M., You, X., Heiningen, A.V. and Sixta, H., 2014b. SO2–ethanol–water (SEW) fractionation process: production of dissolving pulp from spruce. Cellulose. 21(3):1419-1429.

[18] Alfaro, A., Perez, A., Garcia, J.C., Lopez, F., Zamudio, M.A.M. and Rodriguez, A., 2009. Ethanol and soda pulping of Tagasaste wood neural fuzzy modeling. Cellulose chemistry and technology, 43(7-8):295-30619

[19] Iakovlev, M., Paakkonen, T. and Heiningen, A.V., 2009. Kinetics of SO2-ethanol-water pulping of spruce. Holzforschung. 63(6):779-784.

[20] Yamamoto, M., Iakovlev, M. and Heiningen, A.V., 2011. Total mass balances of SO2-ethanol-water (SEW) fractionation of forest biomass. Holzforschung. 65: 559-565.

[21] Iakovlev, M., Sixta, H. and Heiningen, A.V., 2011. SO2-Ethanol-Water (SEW) Pulping: II. Kinetics for Spruce, Beech and Wheat Straw. Journal of Wood Chemistry and Technology, 31:250-266.

[22] Iakovlev, M. and Heiningen, A.V., 2011. SO2-Ethanol-Water (SEW) Pulping: I. Lignin Determination in Pulps and Liquors. Journal of Wood Chemistry and Technology, 31:233-249.

[23] Iakovlev, M. and Heiningen, A.V., 2012a.  Kinetics of fractionation by SO2-ethanol-water (SEW) treatment: understanding the deconstruction of spruce wood chips. RSC Advances. 2:3057-3068.

[24] Iakovlev, M. and Heiningen, A.V., 2012b. Efficient fractionation of spruce by SO2-Ethanol-Water treatment: closed mass balances for carbohydrates and sulfur. ChemSusChem. 5:1625-1637.

[25] Yamamoto, M., Iakovlev, M. and Heiningen, A.V., 2014. Kinetics of SO2-ethanol-water (SEW) fractionation of hardwood and softwood biomass, Bioresource Technology, 155:307-313.

[26] Saraeian, A,R. and Khalili, A., 2013. Pulp production technology with kraft process. Aiij Publications. 360 pages. (In Persian).

[27] Mirshokraei, S.A., 2002. Wood chemistry: fundamentals and applications (Eero Sjöström). Aiij Publications. 198 pages. (Translated In Persian).

[28] Mollae, M., Enayati, A., Hamzeh, Y. and Roostaee, M., 2010. Preparation of bleached soda pulp from canola stalks. Iranian journal of wood and paper science research, 25(1):80-90. (In Persian).