Kağıt, biyoyakıt, tekstil ve giyim endüstrileri için yeni odun eritme prosesi…
Belfast'taki Queen's Üniversitesi'nin kimya bölümünden iki bilim adamı ile Alabama Üniversitesi'nden (Amerika Birleşik Devletleri) araştırmacılar arasındaki Amerikan-İngiliz işbirliği, güney sarıçamı ve güney sarıçamı gibi iğne yapraklı ağaçların veya sert ağaçların çözülmesi için yeni bir ekolojik süreç geliştirmeyi mümkün kıldı. biyoyakıtlara, tekstillere, giyime ve kağıda dönüştürülmesini kolaylaştırmak için kırmızı meşe.
Günümüzde çoğu üretici ahşabı çözmek için Kraft işlemini [1] kullanıyor. Kağıt endüstrisinde bu süreç küresel kağıt hamuru üretiminin yaklaşık %80'ini temsil etmektedir. Son derece kirletici Kraft işleminin aksine, Belfast'taki Queen's Üniversitesi'nde geliştirilen teknik, düşük toksiktir ve biyolojik olarak parçalanabilir. Bu, ağaç talaşlarının sıvı iyonik bir çözelti olan [C2mim]OAc (Etil-3-metilimidazolyum asetat) içinde tamamen çözülmesinden oluşur. Ahşabın tamamen çözünmesi, çözünme sonucu elde edilen ürünün bir yağ banyosunda ısıtılmasıyla tamamlanır. Bu çözünmeyi mikrodalga titreşimleri veya ultrason ışınlaması yoluyla hızlandırmak da mümkündür. Araştırma ekibi ayrıca [C2mim]OAc'nin ahşap için [C4mim]Cl'den (1-bütil-3-metilimidazolyum klorür) daha iyi bir çözücü olduğunu da gösterdi. Ayrıca üç değişken, yani ahşabın türü, çözünecek numunenin başlangıçtaki kütlesi veya ağaç parçacıklarının boyutu; çözünmeyi ve çözünme oranlarını etkiler. Örneğin kızıl meşe ağacı uzun yapraklı çama göre çok daha iyi ve daha hızlı çözünür.
Dr. Héctor Rodriguez'e göre: “Bu keşif, biyokütlenin çok çeşitli kimyasallar üretmek üzere dönüştürüldüğü biyorafineri konseptinin geliştirilmesine yönelik önemli bir adımdır. Bu, yenilenebilir biyolojik kaynaklara dayalı gerçek anlamda sürdürülebilir bir kimya endüstrisinin ortaya çıkmasına neden olabilir.”
Tekniği geliştirmek için bilim insanları iyonik sıvıya çevre dostu katkı maddeleri eklemeyi veya katalizör kullanmayı düşünüyor. Araştırmacılar, daha esnek sıcaklık ve basınç koşulları altında bile sonuçta daha iyi bir çözünme elde etmeyi umuyor ve aynı zamanda ahşabın içerdiği farklı elementlerin (selüloz, lignin) tek bir adımda tamamen ayrılmasını sağlamaya çalışıyorlar. İki ekip ayrıca süreci, daha sonra parfüm üretimi gibi işlemlerde kullanılabilecek esansiyel yağlar açısından zengin organik malzemeleri de içerecek şekilde genişletmek istiyor.
-
[1] Kraft süreci
Kimyasal hamur üretim prosesleri arasında en yaygın kullanılan üretim yöntemidir. Bu işlem sırasında, selülozu muhafaza ederken mümkün olduğu kadar fazla lignini ortadan kaldırmak için parçalara veya talaşlara kesilen odun kostik sodada pişirilir. Bu süreçte aktif pişirme kimyasalları (beyaz likör) sodyum hidroksit (NaOH) ve sodyum sülfittir (Na2S).
Bu işlemden elde edilen hamur, pişirildikten sonra kalan lignin kalıntıları nedeniyle koyu renkli karton elde edilmesini mümkün kılar. Daha fazla veya daha az beyaz kağıt elde etmek için birkaç tür beyazlatma maddesi kullanılabilir: klor, klor dioksit (veya klor dioksit), oksijen, ozon veya hidrojen peroksit. Ancak ağartma aşamalarında en iyi sonuçlar, tamamen beyazlaşan ve birkaç yıl beyaz kalan selüloza zarar vermeden, halen mevcut olan tüm lignini çözen klor kullanılarak elde edilir.
Bu işlemin kimyasal yapısından dolayı, kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi, büyük miktarda atık su içinde seyreltilmiş önemli miktarda kirletici madde açığa çıkarır. Bu atık sular örneğin klorlu dioksinler ve furanlar gibi organoklorin bileşikleri, eser miktarda PCB, fenolik bileşikler vb. içerebilir.
Kaynak: Birleşik Krallık BE