Noul proces de dizolvare a lemnului pentru industria hârtiei, biocombustibililor, textilelor și îmbrăcămintei ...

O colaborare american-britanică între doi oameni de știință de la departamentul de chimie al Universității Queen's din Belfast și cercetători de la Universitatea din Alabama (Statele Unite) a făcut posibilă dezvoltarea unui nou proces ecologic care să permită dizolvarea lemnului de conifere sau lemn de esență tare, cum ar fi pinul galben sudic și stejarul roșu, pentru a facilita transformarea acestuia în biocombustibili, textile, îmbrăcăminte și hârtie.

Astăzi, majoritatea producătorilor folosesc procesul Kraft [1] pentru a dizolva lemnul. În industria hârtiei, acest proces reprezintă aproximativ 80% din producția mondială de celuloză. Spre deosebire de procesul Kraft extrem de poluant, tehnica dezvoltată la Universitatea Queen's din Belfast are o toxicitate redusă și biodegradabilă. Aceasta constă în dizolvarea completă a așchilor de lemn într-o soluție ionică lichidă, [C2mim] OAc (acetat de etil-3-metilimidazolium). Dizolvarea completă a lemnului este completată prin încălzirea produsului rezultat din dizolvarea într-o baie de ulei. De asemenea, este posibilă accelerarea acestei dizolvări prin pulsații cu microunde sau prin iradiere cu ultrasunete. Echipa de cercetători a demonstrat, de asemenea, că [C2mim] OAc este un solvent mai bun pentru lemn decât [C4mim] Cl (clorură de 1-butil-3-metilimidazolium). În plus, trei variabile, și anume tipul de lemn, masa inițială a probei de dizolvat sau dimensiunea particulelor de lemn; afectează dizolvarea, precum și ratele de dizolvare. De exemplu, lemnul de stejar roșu se dizolvă mult mai bine și mai repede decât pinul de mlaștină.

Potrivit dr. Héctor Rodriguez: „Această descoperire este un pas important către dezvoltarea conceptului de biorefinerie, unde biomasa este transformată pentru a produce o mare varietate de substanțe chimice. Acest lucru ar putea da naștere unei industrii chimice cu adevărat durabile, bazată pe bio-resurse regenerabile ”.

Pentru a îmbunătăți tehnica, oamenii de știință iau în considerare adăugarea de aditivi ecologici la lichidul ionic sau utilizarea catalizatorilor. Cercetătorii speră în cele din urmă să obțină o dizolvare mai bună, chiar și în condiții mai flexibile de temperatură și presiune și, de asemenea, se străduiesc să realizeze o separare completă a diferitelor elemente conținute în lemn (celuloză, lignină) într-o singură etapă. . Cele două echipe doresc, de asemenea, să extindă procesul la materiale organice bogate în uleiuri esențiale care pot fi apoi utilizate în procese precum fabricarea parfumurilor.

-

[1] Procesul Kraft

Este cea mai utilizată metodă de producție printre procesele de fabricare a pastei chimice. În timpul acestui proces, lemnul, tăiat în bucăți sau așchii, este gătit în sifon caustic pentru a elimina cât mai multă lignină posibil în timp ce reține celuloza. În acest proces, substanțele chimice active de gătit (lichior alb) sunt hidroxid de sodiu (NaOH) și sulfură de sodiu (Na2S).

Pulpa obținută la sfârșitul acestui proces face posibilă obținerea de carton cu o culoare închisă, datorită reziduurilor de lignină care rămân după gătit. Pentru a obține o hârtie mai mult sau mai puțin albă, se pot utiliza mai multe tipuri de agenți de albire: clor, dioxid de clor (sau dioxid de clor), oxigen, ozon sau peroxid de hidrogen. Cu toate acestea, cele mai bune rezultate în timpul fazelor de albire se obțin folosind clor care dizolvă toată lignina încă prezentă fără a deteriora celuloza, care devine complet albă și rămâne albă timp de câțiva ani.

Datorită naturii chimice a acestui proces, industria celulozei și hârtiei eliberează o cantitate mare de substanțe poluante diluate într-un volum mare de efluenți. Acești efluenți pot conține, de exemplu, compuși organoclorurați precum dioxine și furani clorurați, urme de PCB, compuși fenolici etc.

Sursa: Fii Marea Britanie