Lignin är en av de vanligaste naturliga råvarorna på jorden och finns mestadels i trä. Nuförtiden är valoriseringen av lignin en av processutvecklingarna för teknologier inom massa- och pappersindustrin. Denna utveckling syftar till att öka värdet av lignin. Traditionellt förbränns genererat lignin, känt som tekniskt lignin, som bränsle i sodapannan som en del av svartlutskomponenter, och denna praxis är används kontinuerligt inom massa- och pappersindustrin. Syftet med detta examensarbete är att undersöka det tekniska ligninet från två specifika träslag, Acacia crassicarpa (Acra) och Eucalyptus Hybrids (Euca), för att öka kunskapen om det tekniska ligninet och hitta lämpliga tillämpningar för dessa råvaror i framtiden. I denna studie isolerades lignin från svartlut som genererats från två olika kokningsmetoder, kraftkokning- och kraftbased dissolvingkokning (KP och DP). Karakteriseringsmetoderna inkluderade molekylviktsfördelning (THF-SEC), analys av ligninets funktionella grupper med fosfor-31 Nuclear Magnetic Resonance (31P-NMR) kvantifiering och ligninets trukturella elementanalys via Two-Dimensional Heteronuclear Single Quantum Correlation NMR (2D-HSQC NMR). Utbytet erhållet från kraftkokning (KP) och kraftbased dissolvingkokning (DP) visade inga skillnader för samtliga prover och resultaten visas inom samma intervall (cirka 0,06-0,08 g/mol svartlut). Molekylviktsfördelningen för KP och DP-kokning ligger fortfarande inom intervallet för kraftlignin Mw (1500-5000 g/mol) och polydispersitetsindex (PDI) för KP hade ett högre värde än DP för båda typerna av undersökta råvaror. För de funktionella grupperna hade Eucalyptus Hybrids högre -OH-halt än Acacia crassicarpa oavsett kokningstyp. 31P-NMR kvantifieringsdata visade tydligt att KP-Euca innehöll den högsta halten av  alifatisk-OH (1,4 mmol/g). DP-Euca hade den högsta halten C5-kondenserad (2,5 mmol/g), medan den högsta mängden Guaiacyl-OH identifierades i DP-Acra (1,2 mmol/g). Fingeravtrycket av kopplingarna som kvantifierades från 2D-NMR HSQC visade att KP hade högre β-O-4', β-5' och β-β' interenhetskopplingar än DP. Dessutom hade Acacia crassicarpa en högre andel interenhetskopplingar än Eucalyptus Hybrids för båda kokmetoderna. De högsta β-O-4'-, β-5'- och β-β'-kopplingarna detekterades i KP-Acra med 3,4 %, 0,5 % respektiv 4,3 %. / Lignin is one of the most abundant natural raw materials on Earth and is mostly found in wood. Nowadays, the valorization of lignin is one of the continual process developments for technologies in the pulp and paper industry. This development is intended to increase the value of lignin. In the traditional approach, generated lignin known as technical lignin is burnt as fuel in the recovery boiler as part of black liquor components, and this practice is still common in the pulp and paper industry. The objective of this thesis work is to explore the technical lignin from specific wood species, Acacia crassicarpa (Acra) and Eucalyptus Hybrids (Euca), to emphasize the knowledge about the technical lignin and finding suitable application for the mentioned raw materials in the future. In this study, lignin was isolated from black liquor generated from two different cooking methods, kraft and kraft dissolving pulp cooking (KP and DP). The Characterization methods included molecular weight distribution by THF-SEC, lignin functional groups analysis via Phosphorus-31 Nuclear Magnetic Resonance (31P-NMR) quantification, and lignin structural elements analysis via Two-Dimensional Heteronuclear Single Quantum Correlation NMR (2D-HSQC NMR). The isolation yield obtained from kraft cooking (KP) and kraft dissolving pulp cooking (DP) did not have drastic differences for all the samples and therefore the results are within the same ranges (around 0.06-0.08 g/mol of black liquor). The molecular weight distribution values of KP and DP cooking are still within the range of kraft lignin Mw (1500-5000 g/mol) and the polydispersity index (PDI) of KP had a higher value than DP for both types of raw material investigated.  For the functional groups, Eucalyptus Hybrids had the higher -OH content than Acacia crassicarpa regardless of the cooking type. The 31P-NMR quantification data showed clearly that KP-Euca was the richest in Aliphatic-OH (1.4 mmol/g). DP-Euca had the greatest amount of C5-Condensed (2.5 mmol/g), while the highest amount of Guaiacyl-OH was identified in DP-Acra (1.2 mmol/g). The fingerprint of the linkages that was quantified from 2D-NMR HSQC showed that KP cooking had a higher β-O-4’, β-5’ and β-β’ interunit linkages than DP cooking. Furthermore, Acacia crassicarpa had a higher interunit linkages percentage than Eucalyptus Hybrids for both cooking methods. The highest β-O-4’, β-5’ and β-β’ linkages were detected in KP-Acra with 3.4 %, 0.5 %, and 4.3 % respectively.

Den förbättrade livsstilen hos människor har stimulerat en ökad efterfrågan på textilier, inklusive användningen av dissolvingmassa. Dissolvingmassa med hög renhet av cellulosainnehåll och unika egenskaper har varit ett attraktivt material inom textilindustrin. Eukalyptusved har i stor utsträckning använts för produktion av dissolvingmassa, särskilt i Indonesien och Brasilien. Eukalyptusved erbjuder flera fördelar såsom högt cellulosainnehåll och snabb tillväxt, vilket gör den till ett idealiskt råmaterial. I den här studien valdes två olika densiteter för eukalyptus, nämligen låg och hög flisbasdensitet, för dissolvingmassanprocessen. En fördjupad kunskap och förståelse av delignifieringsprocessen vid kokning av eukalyptus med dessa två olika densiteter kan användas för att förbättra kokningsegenskaperna, inklusive massautbyte och kvalitet.  Huvudsyftet med denna avhandlingen var att undersöka effekten av flisbasdensiteten hos eukalyptus i dissolvingmassaprocessen. Metoden för dissolvingmassaprocessen följde APRIL företagets process standard. Förhydrolystemperaturen ställdes in på 110°C till 165 °C med en ökning på 2 °C/min, neutraliseringstemperaturen ställdes in på 150 oC och den milda koktemperaturen på 155 oC, medan koncentrationen av kokkemikalien (effektiv alkali 20% och sulfiditet 30%) hölls konstant men H-faktormålen varierades. De fysiska och kemiska egenskaperna hos eukalyptus analyserades och medan den oblekta massan som producerades analyserades vidare för siktat massautbyte, lignininnehåll, pentosan, viskositet och ljusstyrka. Dessutom undersöktes fibermorfologin med SEM och ligninstrukturen undersöktes med 2D-NMR. Resultaten visar att den höga basdensiteten uppvisade överlägsna egenskaper och är en idealisk råvara vid tillverkning av dissolvingmassa. Resultaten av lägre pentosanhalt, associerad med en minskad mängd hemicellulos och en högre S/G-förhållanden, visade sig vara gynnsamma i dissolvingmassaprocessen. Vidare ledde en högre basdensitet hos träflisorna, vilket resulterar i en ökad mängd siktad massautbyte och minskad specifik vedförbrukning, vilket medför betydande positiva ekonomiska effekter och kan även minska logistikkostnaderna. Av den anledningen har eukalyptusträd av hög basdensitet en god potential för framtida utveckling och för storskaliga odlingar. / The improvement in people’s fashion lifestyle has stimulated an increase in textile demand, including the use of dissolving pulp. Dissolving pulp with high purity of cellulose content and unique properties has been an attractive material in the textile industry. Eucalyptus wood has been broadly used in dissolving pulp production, especially in Indonesia and Brazil. Eucalyptus wood offers several advantages such as high cellulose content and rapid growth that make it an ideal raw material. In this study, eucalyptus with low and high basic density, were selected in the dissolving pulp process. Better knowledge and understanding of the cooking delignification process of two different densities of eucalyptus could be used to achieve excellent cooking performance such as pulp yield and quality. The main objective of this thesis was to investigate the impact of chips basic density of eucalyptus in the dissolving pulp process. The dissolving pulp process method followed the APRIL company process standard. The prehydrolysis temperature was set at 110 oC to 165 oC with ramping 2 oC/min, neutralization temperature was set at 150 oC and the mild cooking temperature at 155 oC, while the cooking chemical concentration effective alkali 20% and sulfidity 30% were kept constant but the H-Factor targets were varied. The physical and chemical properties of eucalyptus were analyzed and the unbleached pulp produced was then analyzed for screened pulp yield, lignin content, pentosan, viscosity, and brightness. Furthermore, the fiber morphology was investigated with SEM and the lignin structure was investigated with 2D-NMR. The findings indicate that the high basic density eucalyptus wood exhibited superior behaviors and demonstrated ideal raw material in dissolving pulp production. The results of lower pentosan levels attributed to lower hemicellulose content, and higher S/G ratio were favorable in the dissolving pulp process. Moreover, the higher basic density of the wood chips resulting in higher screened pulp yield and achieved lower specific wood consumption have a huge positive economy. Additionally, it can lower the logistics cost. Hence, high basic density eucalyptus wood has good potential for future development and larger plantations.

Naturskyddsföreningen gav författarna uppgiften att undersöka förekommande viskosprocesser och alternativa regenereringsprocesser, detta för att identifiera hur hållbara de är ur ett miljöperspektiv och vilka processer som går att applicera på bambu. Detta för att se möjligheten att märka bambuviskos med Bra Miljöval och för att klargöra frekvent uppkommande frågor angående bambuviskos. Syftet är att se på de olika processernas kemiska innehåll samt vilka utsläpp de orsakar till luft och vatten. Ett delmål med rapporten är att den ska kunna användas som material vid vidareutveckling av kriterierna för Bra Miljöval Textil. Resultat som erhållits vid jämförelser av studerad litteratur är att de betydande faktorerna för miljöpåverkan från massaframställningen samt viskos- och lyocellprocessen beror av: använda kemikalier i processen, energianvändningen och vilken typ av energi, möjligheten till rening av utsläpp till luft och vatten samt återvinning av energi och kemikalier. Beroende på vilket råmaterial som används vid massaframställningen kan skillnader i markanvändning, användning av bekämpningsmedel och gödningsmedel samt upptagande av koldioxid skilja sig. Massa- och fiberframställning bör vara integrerade då energiförbrukning och mängd kemikalier kan minskas. Energin kan dessutom återvinnas till större utsträckning.Genom miljömärkningar från oberoende organisationer blir det lättare för konsumenter att göra miljömedvetna val och veta vad märkningarna står för. Sammanfattningsvis ska det påpekas att om regenererad bambu framställs som den görs idag är den ingen hållbar fiber, men sker framställningen i en integrerad process där kemikalier och energi återvinns samt rening av utsläpp till luft och vatten sker, kan bambuviskos bli en hållbar fiber för framtiden. The Swedish Society for Nature Conservation (SSNC) gave the authors the task to investigative present viscose processes and alternative regeneration processes to identify how sustainable they are from an environmental perspective, and examine which processes that can be applied to bamboo. This to see the possibility to label bamboo viscose with “Bra Miljöval” (Good Environmental Choice), which is the eco-label of SSNC, and to clarify the frequently emerging issues concerning bamboo viscose. The aim is to look at the various processes, their chemical content and the emissions they cause to air and water. Another objective of the report is that it can be used as material for further development of the criteria for “Bra Miljöval”.Results obtained when comparing the studied literature is that the significant factors of the environmental impact from the pulp production, the viscose and lyocell processes depends on: chemicals used in the process, energy and energy source, the possibility of purifying emissions to air and water and recycling of energy and chemicals. Depending on the raw materials used for pulp production, differences in land use, use of pesticides and fertilizers as well as absorption of carbon dioxide differ. Pulp and fibre production should be integrated to reduce energy consumption and the amount of chemicals used. The energy can also be recycled to a greater extent.Eco-labels from independent organizations will make it easier for consumers to make environmentally conscious choices and be aware of what the labels stand for.In conclusion, it should be noted that if the regenerated bamboo is produced as it is today, it is not a sustainable fibre. If the production is done through an integrated process in which chemicals and energy recovery and purification of air and water occurs, bamboo viscose can be a sustainable fibre for the future. / Program: Textilingenjörsutbildningen