Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran

Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran

Kinetic Study of Lignin Dissolution in Kraft Pulping Process of Wheat Straw by Glycerol

Document Type : Research Article

Authors
Elham Saberikhah 1
Azadeh Ebrahimian Pirbazari 1
Jamshid Mohammadi Roshandeh 2
1 Faculty of Fouman,College of Engineering, University of Tehran, P. O. Box 43515-1155, Fouman, I.R. IRAN
2 Faculty of Caspian, College of Engineering, University of Tehran, P.O. Box 43841-119 Rezvanshahr, I.R. IRAN
Abstract
In this study, the kinetic of the lignin dissolution in paper pulping process of wheat straw by Glycerol was carried out under the reflux conditions in the presence and absent of 2% NaOH as catalyst, at 200°C and selected time 0 to 180 min. Obtained results showed with an increasing in paper pulping process time, the residual lignin in pulp, carbohydrate yield and recovery decreases in the presence and absent of catalyst. We presented rate equations versus residual lignin in paper pulp for each phase of lignin dissolution.  Investigations showed the kinetic of lignin dissolution in this condition is first-order reaction and rate constants in each phase of lignin dissolution are 3×10-3, 6×10-4 and 4×10-3 , 1×10-3 respectively.
Keywords
Wheat straw
Organosolv
Glycerol
Delignification
kinetic
Rate constant

Subjects

[1] Gosselink R.J.A., Abacherli A., Semke H., Malherbe R., Kauper P., Nadif A., Van Dam J. E. G., Analytical for Characterisation of Sulfur-Free Lignin, Industrial Crops & Products, 19: 271-281 (2004).
[2] Shatalov A.A., Pereira, H., Polysaccharide Degradation During Ozone-Based TCF Bleaching of Non-Wood Organosolv Pulps, Carbohydrate Polymers, 67 (3): 275-281(2007).
]3[ مرادیان، محمد هادی؛ جهان لتیباری، احمد؛ رسالتی، حسین؛ فخریان، عباس؛ بررسی تولید خمیر کاغذ CMP
از کاه گندم، مجلهمنابعطبیعیایران، (4) 56 : 479 تا 480 (1382).
[4] Sun R., Wang X.Y., Sun X.F., Sun J.X., Physicochemical and Thermal Characterization of Residual Hemicelluloses Isolated by TAED Activated Peroxide from Ultrasonic Irradiated and Alkali Organosolv Pre-Treated, Polymer Degradation and Stability, 78: 295-303 (2000).
]5[ ابراهیمی، زهرا؛ کرمانیان؛ حسین؛ مید رمضانی، امید؛ ذبیح زاده، سید مجید؛ مقایسه ویژگی­های کاغذ حاصل از کاه برنج با فرایندهای خمیرکاغذسازی شیمیایی- مکانیکی بر پایه سدیم و پتاسیم، فصلنامةعلمی ـ پژوهشیتحقیقاتعلومچوبوکاغذایران، (3)28 : 544 (1392).
[6] Saberikhah E., Mohammadi-Rovshandeh J., Rezayati-Charani P., Organosolv Pulping of Wheat Straw by Glycerol, Cellulose Chemistry Technology, 45:(1-2), 67-75 (2011).
]7[ میرحسینی، سید ابراهیم؛ جهان لتیباری، احمد؛ کریمی، علی نقی؛ میرشکرائی، سید احمد؛ بررسی تأثیر ضخامت خرده چوب بر سینتیک لیگنین زدایی فرایند کرافت سه چوب پهن برگ ایران، نشریهشیمیومهندسیشیمیایران، (3) ٢٧: 107 تا 114 (1387).
 
]8[ دهقانی فیروزآبادی، محمد رضا؛ روشناسان، جلیل؛ بررسی سرعت های واکنش لیگنین زدایی در مرحله نهایی خمیرسازی کرافت از باگاس، مجله پژوهش های علوم و فناوری چوب و جنگل، (3) 18: 1 تا 14 (1390).
[9] Abdul-Karim L. A., Rab A., Polyànszky É., Rusznàk I., Kinetics of Delignification in Kraft Pulping of Wheat Straw and Hemp, Tappi J., 78 (8): 161-164 (1995) .
[10] Singh S., Rai A., Saxena R., Kinetics and Mechanism of Reactions of the Lignins of Wheat Straw, Rice Straw and Bagasse with Sulfite Ions, IPPTA, 10 (3): 75-80 (1998).
[11] Wise L.E., Murphy M.A., Cholorite Holocellulose, Its Fractionation and Bearing on Summative Wood Analysis and Studies on the Hemicellulose, Paper Trade Journal, 122(2):
35-43 (1946).
[12] TAPPI Committee, "TAPPI Test Methods", TAPPI Press, Atlanta, GA, USA, (2000-2002).
[13] Rowell R., The Chemistry of Solid Wood: Based on Short course and Symposium Sponsored by the Division of Cellulose, Paper, and Textile Chemistry, at the "185 th Meeting of the American Chemical Society", Seattle, Washington, March 20-25, 70-72, (1984).
]14[ برازنده، محمد مهدی؛ فخریان، عباس؛ تعیین معادلات سرعت واکنش لیگنین زدایی باگاس در فرایند سودا، فصلنامةعلمی ـ پژوهشیتحقیقاتعلومچوبوکاغذایران، (1)26: 72 تا 82 (1390).
]15[ روشناسان، جلیل؛ دهقانی فیروز ابادی، محمدرضا؛ دهمرده قلعه نو، محمد؛ شریفی، سعیده؛ بررسی انحلال لیگنین در خمیرسازی کرافت از کاه گندم، دو فصلنامةعلمی ـ پژوهشیتحقیقاتعلومچوبوکاغذایران، (2)25: 302 تا 308 (1389).
[16] Turnay T., Tomlin A.S., Analysis of Kinetic Reaction Mechanism, ISBN: 978-3-662-44561-7