بهینه سازی فرآیند تولید کربوکسی متیل سلولز از باگاس (تفاله) نیشکر

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

2 عضو اعضا هیات علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

چکیده

کربوکسی متیل سلولز پلیمری محلول در آب است که کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. منابع مختلفی برای تهیه کربوکسی متیل سلولز وجود دارد که یکی از آنها باگاس است. باگاس(تفاله) نیشکر متشکل از سلولز، همیسلولز و لیگنین است. از آنجایی که 30 -40 درصد باگاس حاوی سلولز است بنابراین میتواند به عنوان یک منبع سلولزی برای تهیه کربوکسیمتیلسلولز در نظر گرفته شود. در این پروژه همیسلولز و لیگنین توسط محلول اسید رقیق و سود از باگاس جدا و سلولز استخراج شده است. اسید سولفوریک و اسید نیتریک رقیق در مرحله اسیدی مورد استفاده قرار گرفتند که اسید سولفوریک باعث حذف بیشتری از همیسلولز گردید. برای جداسازی کامل سلولز، از درصدهای مختلف محلول اسید سولفوریک و سود در زمان های متفاوت از واکنش استفاده شد. با محاسبه سطح نرمالایز شده زیرپیکهای مشخصه طیف FTIR حاصل از نمونه ها توسط نرم افزار Origin ومقایسه انها، نمونه با بیشترین مقدار سلولز استخراج شده انتخاب شد. سلولز استخراج شده در این مرحله برای تهیه کربوکسیمتیلسلولز مورد استفاده قرار گرفت.در مرحله بعد روش پاسخ رویه سطح (RSM) همراه با طراحی آزمایشBox-Behnken (BBD) ، برای رسیدن به بالاترین درجه جانشینی کربوکسیمتیلسلولز استفاده شد. متغیر های مستقل این طراحی عبارتند از دمای واکنش، غلظت محلول سود و مقدار سدیم مونوکلرواستات به ازای هر گرم سلولز. بالاترین درجه جانشینی 66/0 تعیین شد در حالی که فاکتور رضایت 14/97 درصد محاسبه شد که نشان دهنده مطابقت خوب مدل با داده های تجربی است. ویسکوزیته محلول 2 درصد کربوکسیمتیلسلولز با درجه جانشینی 66/0 برابر با cp 8/24 و وزن مولکولی این نمونه 261000 گرم بر مول شد که در مواد شوینده کاربرد دارد.

کلیدواژه‌ها