Lignoselülozik biyolojik atıklardan selülozun geri kazanılması için yeni bir yöntem: Yığın işleme metodu
Bu makale, lignoselülozik biyo-atıklardan selülozun geri kazanılması için metalurjide yığın liçi teknolojisinden uyarlanan yeni bir delignifikasyon yöntemi (yığın işleme) sunmaktadır. Yöntem, selülozik malzemelerin yığın halinde istiflenmesi, yığının üstten sulu reaktif çözelti ile sulanması, yığının dibine doğru sızan reaktif çözelti ile lignin ve hemiselülozun uzaklaştırılarak selülozun zenginleştirilmesi, reaktif çözeltinin kimyasal konsantrasyonlar gibi çeşitli değerler ayarlandıktan sonra yığının yeniden sirküle edilmesi ve sistemin istenen zamana veya selüloz saflığına kadar çalışmasına izin verilmesine dayanmaktadır. Bu çalışmada kullanılan laboratuvar ölçekli sistemler, lignoselülozik atık malzemeler olarak sonbahar yaprakları (SY) kullanılarak tasarlanmıştır. Çalışmalar sonucunda SY için ideal delignifikasyon koşulları şu şekilde not edilmiştir: Sulama çözeltisine her gram SY için 0,1 g katı NaOH ilavesi yoluyla reaktif çözeltinin pH değerinin hızlıca yaklaşık 13,8'e yükselmesi, daha sonra zamanla delignifikasyon nedeniyle pH’ın 13,0'a kadar düşmesine izin verilmesi sonrasında reaktif çözeltiye tekrar katı NaOH ilavesi yapılması. Yeni yöntem, çevresel sıcaklık ve basınçta SY gramı başına toplamda 0,3 g NaOH ve 4 ml su kullanılarak, selülozun %30'dan %81'e zenginleştirilmesini ve lignoselülozik biyo-atıkların endüstriyel uygulamasını engelleyen ligninin %84'ünün giderilmesini sağlamıştır. Yığın işleme yerine günümüzde alternatif olarak kullanılan karıştırma içeren reaksiyonlar aynı miktarda NaOH gerektirirken, en az 12 ml su gerektirmiş ve delignifikasyon sadece %56,1 olmuştur. Hafif koşullarda yaygın ve kokusuz kimyasallar ve basit ekipman kullanan yüksek delignifikasyon performansı sağlaması nedeniyle, yığın işleme yöntemi lignoselülozik biyo-atıkların endüstriyel değerlendirmesi için büyük umut vadetmektedir.
Makalenin tam metnine aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz:
A new method for recovery of cellulose from lignocellulosic bio-waste: Pile processing
This paper presents a new delignification method (pile processing) for the recovery of cellulose from lignocellulosic bio-wastes, adapted from heap leaching technology in metallurgy. The method is based on the stacking of cellulosic materials in a pile, irrigation of the pile with aqueous reactive solution from the top, lignin and hemicellulose removal and enrichment of cellulose by the reactive solution while percolation occurs through the bottom of the pile, recirculating the reactive solution after adjusting several values such as chemical concentrations, and allow the system run until the desired time or cellulose purity. Laboratory scale systems were designed using fall leaves (FL) as lignocellulosic waste materials. The ideal condition for FL was noted as: 0.1 g solid NaOH addition per gram of FL into the irrigating solution resulting in instant increase in pH to about 13.8, later allowing self-decrease in pH due to delignification over time down to 13.0, at which point another solid NaOH addition was performed. The new method achieved enrichment of cellulose from 30% to 81% and removal of 84% of the lignin that prevents industrial application of lignocellulosic bio-waste using total of 0.3 g NaOH and 4 ml of water per gram of FL at environmental temperature and pressure. While the stirring reactions used instead of pile processing required the same amount of NaOH, they needed at least 12 ml of water and delignification was only 56.1%. Due to its high delignification performance using common and odorless chemicals and simple equipment in mild conditions, the pile processing method has great promise for the industrial evaluation of lignocellulosic bio-waste.
