Каково Удаление лигнина?
Удаление лигнина - удаление структурного полимерного лигнина от растительной ткани, так, чтобы это могло использоваться для приложений как создание бумаги. Процесс прежде всего обращается к химическому процессу для удаления пульпы от леса. Может также быть механическое удаление лигнина.
Лигнин является смесью производных фенола, которая переплетается на растении вторичные стены, перекрестное сшивание углеводы целлюлозы, которые могут использоваться, чтобы формировать бумажные волокна. Комплексное соединение лигнина формирует гидрофобную матрицу, означая, что оно отгоняет воду, позволяя растение транспортировать воду через ее систему. Лигнин добавляет много механической прочности к клеточным стенкам, и восстанавливает их удобоваримость, и животными и процессом химиката удаления лигнина. Этот полимер также восстанавливает восприимчивость растений, чтобы воздействовать от патогенов растения и насекомых. Это - один из последних составов, остающихся, поскольку растения затухают, и растет в почве как гумус.
удаление лигнина от леса традиционно имел место методом удаления лигнина, названным Сульфатной варкой целлюлозы. Это название получено из немецкого слова для 'прочного'. Масса волокон, остающихся после лигнина, удалена, известен как пульпа. Сульфатная варка целлюлозы производит более сильную пульпу чем методы, используемые ранее, и удаляет 95 % лигнина от леса.
Это обычно включает вываривать щепу при высокой температуре и давлении, и в растворе гидроокиси натрий и сульфида натрия в воде, которая является комбинацией, известной как <они> белый щелок . Это химически растворяет связи лигнина, которые связывают целлюлозные волокна. Удаление лигнина леса имеет место в сосуде, названном автоклавом, который может выдержать высокое давление. Есть два типа автоклавов — загрузка и непрерывный, с совсем недавно разработанными, являющимися непрерывным.
На данном этапе, твердая пульпа коричнева и названа коричневым сырьем . Комбинированные жидкости известны как <они> черный щелок , и содержат фрагменты лигнина наряду с химикатами и побочными продуктами. Пульпа отделена от используемых варочных щелоков рядом мытья. Фрагменты лигнина собраны и жгутся, чтобы помочь привести фабрику в действие. Остальная часть процесса разработана, чтобы переработать высокую температуру и готовящие химикаты.
Некоторые побочные продукты Сульфатной варки целлюлозы - терпентинное и талловое масло, которое является смолой со множеством индустриального использования. Текущие фабрики Крафт-бумаги замкнуты и регенерируют большинство своих химикатов, производя очень небольшое загрязнение воды. Они могут, однако, произвести зловонное загрязнение воздуха.
коричневое сырье, произведенное Сульфатной варкой целлюлозы, содержит приблизительно 5%-ый остаточный лигнин, и далее delignified серией степеней отбелки. Отбеливание удаляет дополнительный лигнин, делая более яркую бумагу. Иногда отбеливающие потребности минимальны. Например, если бумага предназначена, чтобы быть мешком оберточной бумаги, это не должно быть ярко-бело. Есть стимул избежать отбеливать, так как он уменьшает массу произведенной пульпы, добавляет к стоимости, и уменьшает силу волокон.
Кислородное удаление лигнина - более новый процесс, который удаляет больше лигнина, и использует меньше химикатов. Это включает обрабатывать пульпу с кислородом в герметичном сосуде при высокой температуре в щелочном растворе. Этот процесс сопровождается моющейся стадией. Количество остаточного лигнина может быть уменьшено приблизительно к 1.5 % с этим методом, таким образом ограничивая степень отбелки должен был сделать бумагу из пульпы.
В то время как разработка удаления лигнина традиционно сосредоточилась на древесной целлюлозе для бумаги и фибролита, более свежие усилия включили использование биомассы, большие количества материала растения, как источник этилового спирта и альтернативы ископаемому топливу. Этот материал растения должен подвергнуться удалению лигнина прежде, чем это сможет использоваться с этой целью. Микробные системы проектируются, которые комбинируют удаление лигнина с преобразованием целлюлозы к этиловому спирту. Исследование относительно производства биотоплива - очень зона гемолиза.
Есть довольно мало биотехнологического исследования, проводимого и на синтезе лигнина на растениях, и на разложении лигнина микроорганизмами. Ученые пытаются изменить структуру и содержание лигнина в надежде на улучшение удобоваримости животным, и увеличения полезности клеточных стенок для производства биотоплива и бумаги.
Есть также большой интерес к разрабатыванию промышленного применения для ферментов микроорганизмов, чтобы разложить лигнин. Некоторые грибы довольно владеют мастерством проживания на лес, потому что они производят ферменты — такой как пероксидазы — это катализирует расстройство лигнина в присутствии кислорода. Другие микробные ферменты, изучаемые для производственного действия биотоплива в отсутствие кислорода. Есть эксперименты генной инженерии в стадии реализации, чтобы улучшить свойства этих ферментов для индустриального использования разложения лигнина.