Lignin Biorefining: Swelling and activation of fibers for lignin extraction

Abstract: I världens omvandling mot en bioekonomi kommer lignocellulosa material spela en stor roll i ersättningen av fossila resurser. Lignin är den mest tillgängliga källan av förnybara och naturligt förekommande aromatiska ämne och den utgör 15–30% av ved. Det lignin som är för nuvarande tillgängligt i marknaden är begränsat i sina appliceringar på grund av ämnets komplexa och outforskade kemisk struktur. I ett försök att bidra till ’lignin-först’ bioraffinaderi konceptet, undersöker detta arbete effekten av urea och karboxymetylering som förbehandlingsmetoder på utbyte av lignin såväl som de kemiska och fysiska egenskaperna av lignin. Karaktäriseringstekniker som Fourier-transform infra-red och nuclear magnetic resonance spectroscopy används för att analysera den kemiska strukturen av ligninet efter extraktion. Det resulterade i att båda förbehandlingsmetoder ökade utbytet av lignin med mellan 1% och 16%. Urea förbehandlingen hade ingen effekt på den kemiska strukturen av varken fibrer eller lignin. Men, karboxymetylering förbehandlingen ändrade i kemiska strukturen av lignin genom att lägga till karboxymetyl-grupper i både den alifatiska och den fenoliska regionen. Medans att öka förbehandlingstiden ökade utbyte i båda förbehandlingsmetoder, hade detta effekten att minska mängden kvantifierbara bindningar mellan enheterna för karboxymetylering förbehandlingen. Dessa diskuterade metoder har potential att användas i valorisering av lignin.