آیناز هلاکوئی؛ امید رمضانی؛ حسین کرمانیان؛ فرانک محمدکاظمی
چکیده
سابقه و هدف: نانوفیبریل های سلولزی بصورت سوسپانسیون آبی با مقدار ماده جامد کم و ویسکوزیته بالا عرضه می شود که در اثر ماهیت به شدت هیدروفیلی فیبریل های سلولز می باشد. بدلیل هزینه های حمل بالا، توجه اصلی بر افزایش حداکثری مقدار ماده جامد خشک است که در عمل بدلیل تراکم غیرقابل برگشت پیوندهای هیدروژنی سلولز در زمان خشک ...
بیشتر
سابقه و هدف: نانوفیبریل های سلولزی بصورت سوسپانسیون آبی با مقدار ماده جامد کم و ویسکوزیته بالا عرضه می شود که در اثر ماهیت به شدت هیدروفیلی فیبریل های سلولز می باشد. بدلیل هزینه های حمل بالا، توجه اصلی بر افزایش حداکثری مقدار ماده جامد خشک است که در عمل بدلیل تراکم غیرقابل برگشت پیوندهای هیدروژنی سلولز در زمان خشک کردن ممکن نمی باشد. این پدیده، استخوانی شدن نامیده می شود که متاثر از آن نانوفیبریل های سلولزی بعد از اینکه بطور کامل خشک شدند، در آب پراکنده نشده یا به سختی پراکنده می شوند. در پژوهش حاضر، روشی سازگار با محیطزیست برای تهیه پودر خشک از نانوفیبریل های سلولزی با قابلیت بازپراکندگی در آب آزمون شده است که بر پایه جذب کربوکسی متیل سلولز می باشد. مواد و روشها: بدین منظور، جذب کربوکسی متیل سلولز بر روی سوسپانسیون نانوفیبریل های سلولزی در دماهای مختلف 22 (دمای محیط) و 121 درجه سانتیگراد (اتوکلاو) مطالعه شد و مقدار آن بوسیله تیتراسیون هدایت سنجی اندازه گیری گردید. بعنوان جنبه نوآورانه پژوهش، ویژگی های هیدرودینامیکی سوسپانسیون شامل ذرات بازپراکنده شده نانوسلولز شامل آزمونهای ویسکوزیته، کدورت، حجم ویژه هیدرودینامیکی و میزان جذب آب مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین، اندازه ذرات پودر تولید شده از طریق آزمون پراکندگی دینامیکی نور مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج و بحث: بررسی نتایج نشان داد که در بالاترین سطح افزودن کربوکسی متیل سلولز (40 میلی لیتر) و اعمال دمای121 درجه سانتیگراد به مدت 25 دقیقه داخل اتوکلاو، بیشترین جذب صورت پذیرفته است که به دستیابی به میزان زیاد در کلیه ویژگی های هیدرودینامیکی در قیاس با نمونه شاهد و دیگر نمونه های تیمارشده منجر شد. برخلاف این یافته، اطلاعات به دست آمده از آزمون پراکندگی دینامیکی نور نشان داد که شاخص پراکندگی و اندازه هیدرودینامیکی همه نمونه های تیمار شده بسیار بالاتر از نانوسلولز تیمار نشده بودند که به دلمه و توده شدن ذره های سلولزی در محیط آبی نسبت داده شد. نتیجه گیری: با استفاده از این روش، پودر نانوسلولزی با قابلیت پراکندگی مناسب در آب پس از خشککردن در آون حاصل شد و بنابراین می توان نتیجه گیری کرد که با افزودن مقدار مناسبی CMC به نانوسلولز، پراکنش، بهبود یافته و قابلیت جذب آب پودرهای تولید شده افزایش پیدا می کند. دستاوردهای این روش جدید، تولید، حمل و نقل و ذخیره سازی نانوفیبریل های سلولزی را در کاربردهای صنعتی تسهیل می بخشد.
سیده شیدا شفیعی امریی؛ اسماعیل رسولی گرمارودی؛ سید رحمان جعفری پطرودی؛ امید رمضانی
دوره 16، شماره 1 ، فروردین 1397، ، صفحه 15-28
چکیده
سابقه و هدف: امروزه صنایع خمیر و کاغذ، به دلیل محدودیت‌های تامین ماده اولیه، ناکارآمدی در دستیابی به نظام تولید محصولات چندگانه ارزشمند، هدررفت بخش زیادی از مواد اولیه حین فراوری، و نیز با توجه به محدودیت استفاده از سوخت‌های فسیلی در راستای توسعه پایدار، باید به فکر توسعه و اصلاح روش‌های پربازده نظیر پالایش زیستی باشند. پالایش ...
بیشتر
سابقه و هدف: امروزه صنایع خمیر و کاغذ، به دلیل محدودیت‌های تامین ماده اولیه، ناکارآمدی در دستیابی به نظام تولید محصولات چندگانه ارزشمند، هدررفت بخش زیادی از مواد اولیه حین فراوری، و نیز با توجه به محدودیت استفاده از سوخت‌های فسیلی در راستای توسعه پایدار، باید به فکر توسعه و اصلاح روش‌های پربازده نظیر پالایش زیستی باشند. پالایش زیستی با به‌کارگیری روش‌های پیش‌تیمار مختلف، ماده اولیه را به اجزای آن تبدیل می‌کند. بدین وسیله می‌توان به محصولات واسط مانند قندها (گلوکز و زایلوز) دست یافت که در گام بعدی قابل تبدیل به محصولات زیست‌پایه با ارزش افزوده بیشتر هستند. این تحقیق، با رویکرد پالایش زیستی و به منظور بررسی پتانسیل یکی از مهمترین پسماندهای صنایع کاغذسازی (مغز باگاس)، با تمرکز بر استخراج همی‌سلولز ارزشمند زایلان برای تولید محصولات با ارزش افزوده بیشتر انجام شد. مواد و روشها: پس از آماده‌سازی اولیه مغز باگاس، ترکیبات شیمیایی آن بر اساس روش‌های استاندارد تعیین شد. برای سهولت دستیابی به کیفیت و کمیت بهتر زایلان، مغز باگاس تحت دو فرایند پیش‌تیمار قلیایی (روش پخت سودا با غلظت‌های هیدروکسید سدیم 2، 4، 6 و 8 درصد، زمان 5 و 15 دقیقه و دماهای 110و140 درجه سانتیگراد) و رنگ‌بری با کلریت سدیم فراوری اولیه و سپس بازده و میزان لیگنین آنها ارزیابی شد. نمونههای رنگ‌بری‌شده، به منظور استخراج زایلان با درصدهای مختلف هیدروکسید سدیم (8، 10 و 14درصد) تیمارشدند. برای نمونههای استخراج‌شده، افت وزنی، نرخ بازیابی و درصد استخراج زایلان محاسبه شد و تحت طیف‌سنجی FT-IR نیز قرار گرفتند. نتایج و بحث: نتایج نشان داد که در ترکیبات شیمیایی موجود در مغز باگاس بدون پیش‌تیمار حدود 26% زایلان و مقدار 20% لیگنین وجود دارد. در فراوری اولیه مغز باگاس، با توجه به در نظر گرفتن بازده بیشتر و لیگنین کمتر در خمیرها، شرایط 8% غلظت هیدروکسید سدیم، زمان استخراج 5 دقیقه و دمای 110 درجه سانتیگراد، و نیز در بخش رنگ‌بری، فرایند 6 مرحله‌ای به‌دلیل داشتن هولوسلولز بیشتر و لیگنین کمتر خمیر انتخاب شدند. این موضوع نشان می‌دهد که لیگنین‌زدائی (پخت قلیائی) از یک سو، باعث خروج لیگنین می‌شود و از سوی دیگر، استخراج همی‌سلولز را تسهیل می‌کند. بنابراین، می‌توان انتظار داشت که با استخراج قلیایی با هیدروکسید سدیم بتوان استخراج زایلان را از ساختار مغز باگاس بهبود بخشید. در بخش استخراج زایلان نیز با افزایش مصرف هیدروکسید سدیم از 8 تا 14 درصد نرخ بازیابی زایلان تا 22% افزایش یافته که در این شرایط میزان زایلان استخراج‌شده معادل 53/4 گرم بوده است. طیف‌سنجی FT-IR نیز بیانگر آن است که همی‌سلولز غالب در بین همی‌سلولزهای موجود در مغز باگاس از نوع زایلان بوده و همچنین با پیش‌تیمار قلیایی و رنگ‌بری حضور لیگنین کاهش و با افزایش مصرف هیدروکسید سدیم میزان استخراج زایلان زیاد شده است. نتیجه‌گیری: مغز باگاس سرشار از کربوهیدرات به‌ویژه زایلان است، به‌طوری‌که انجام پیش‌تیمارهای قلیایی و رنگ‌بری روی آن باعث پایین آمدن میزان لیگنین و دسترسی‌پذیری بیشتر به این کربوهیدرات‌ها می‌شود. در نهایت، استخراج زایلان توسط هیدروکسید سدیم 14 درصد با بیشترین میزان راندمان و درصد زایلان استخراج‌شده به‌عنوان بهینه استخراج پیشنهاد می‌شود که بر اساس مفهوم پالایش زیستی می‌توان از آن برای تولید محصولات مختلف زیست‌پایه استفاده کرد.
فائزه عسکری؛ امید رمضانی؛ اسماعیل رسولی گرمارودی؛ سید رحمان جعفری پطرودی؛ فرانک محمد کاظمی
دوره 14، شماره 1 ، فروردین 1395، ، صفحه 125-136
چکیده
آلوده شدن محیط زیست توسط انواع آلایندهها یکی از مهمترین دغدغههای دانشمندان عرصه محیطزیست در دهه اخیر است. پلیمرهای آبدوست غیر قابل حل در آب با قابلیت جذب سطحی آلایندهها، یکی از مواد نوین در کنترل و حذف آلایندهها محسوب میشوند. در این تحقیق، پودر کربوکسی متیل سلولز (CMC) دارای درصد خلوص 7/87 درصد و درجه استخلاف 5/0 مورد استفاده قرار ...
بیشتر
آلوده شدن محیط زیست توسط انواع آلایندهها یکی از مهمترین دغدغههای دانشمندان عرصه محیطزیست در دهه اخیر است. پلیمرهای آبدوست غیر قابل حل در آب با قابلیت جذب سطحی آلایندهها، یکی از مواد نوین در کنترل و حذف آلایندهها محسوب میشوند. در این تحقیق، پودر کربوکسی متیل سلولز (CMC) دارای درصد خلوص 7/87 درصد و درجه استخلاف 5/0 مورد استفاده قرار گرفت. هدف تولید یک سوپرجاذب به روشی سازگار با محیط زیست و بر پایه مواد زیستی بود. ابتدا به منظور نامحلولسازی پودر CMC، بازههای گستردهای از دما و زمان مورد آزمون قرار گرفتند که از آن میان ترکیب دماهای 165، 175، 180 درجه سانتیگراد و به ترتیب زمانهای 90، 60 و 45 دقیقه انتخاب شدند. سپس، مقدار مشخصی از هر یک از شرایط اصلاح حرارتی توزین و با آب مخلوط گردید و عامل اتصال دهنده اسید سیتریک با مقادیر 1/0، 3/0، 5/0، 2، 5/3، 5، 10، 15 و 20 درصد نسبت به وزن پلیمر به نمونههای اصلاح نشده (شاهد) و اصلاح حرارتی شده اضافه شد. در ادامه نمونهها در شرایط مشخص زمان و دما خشک شدند. نمونههای تولید شده تحت آزمونهای کیسه چای، حساسیت یونی، جذب تحت بار، تغییر شکل و اندازهگیری زمان تورم قرار گرفته و ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که انجام اصلاح حرارتی با موفقیت توانست نیاز به مصرف اتصال دهنده عرضی را مرتفع ساخته بطوریکه حداکثر مقادیر جذب در کلیه آزمونهای مورد بررسی در مقادیر اندک افزودن عامل اتصال دهنده عرضی مشاهده شد.
