I världens omvandling mot en bioekonomi kommer lignocellulosa material spela en stor roll i ersättningen av fossila resurser. Lignin är den mest tillgängliga källan av förnybara och naturligt förekommande aromatiska ämne och den utgör 15–30% av ved. Det lignin som är för nuvarande tillgängligt i marknaden är begränsat i sina appliceringar på grund av ämnets komplexa och outforskade kemisk struktur. I ett försök att bidra till ’lignin-först’ bioraffinaderi konceptet, undersöker detta arbete effekten av urea och karboxymetylering som förbehandlingsmetoder på utbyte av lignin såväl som de kemiska och fysiska egenskaperna av lignin. Karaktäriseringstekniker som Fourier-transform infra-red och nuclear magnetic resonance spectroscopy används för att analysera den kemiska strukturen av ligninet efter extraktion. Det resulterade i att båda förbehandlingsmetoder ökade utbytet av lignin med mellan 1% och 16%. Urea förbehandlingen hade ingen effekt på den kemiska strukturen av varken fibrer eller lignin. Men, karboxymetylering förbehandlingen ändrade i kemiska strukturen av lignin genom att lägga till karboxymetyl-grupper i både den alifatiska och den fenoliska regionen. Medans att öka förbehandlingstiden ökade utbyte i båda förbehandlingsmetoder, hade detta effekten att minska mängden kvantifierbara bindningar mellan enheterna för karboxymetylering förbehandlingen. Dessa diskuterade metoder har potential att användas i valorisering av lignin. / In the world’s transformation towards a bioeconomy, lignocellulosic biomass plays a key role as a substitute for fossil-based resources. Lignin is the most abundant source of renewable and naturally occurring aromatics and it constitutes 15-30% of lignocellulosic biomass. The technical lignin currently available on the market is limited in its applications because of its complex and poorly understood chemical structure. To contribute to the lignin-first biorefinery concept, this work investigates the effect of urea and carboxymethylation pretreatments on the yield as well as the chemical and physical properties of lignin. Characterization techniques such as Fourier-transform infra-red and nuclear magnetic resonance spectroscopy were utilized to analyze the molecular structure of the lignin product after extraction. It was shown that both pretreatment methods resulted in higher yields between 1% and 16%. The urea pretreatment had no effect on the chemical structure of the fibers nor the lignin. However, carboxymethylation altered the chemical structure of the lignin by adding carboxymethyl groups in both the aliphatic and phenolic regions. While increasing the pretreatment time increased the yield for both pretreatment methods, in the case of carboxymethylation it reduced the amount of quantifiable inter-unit linkages. Overall, the pretreatment methods discussed have potential use for lignin valorization.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-340097 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Al Husseinat, Ali |
| Publisher | KTH, Fiber- och polymerteknologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2023:267 |
Page generated in 0.0022 seconds