Happoon liukenevan ja liukenemattoman ligniinin määritys puubiomassasta

Abstract

Tämä opinnäytetyö on toteutettu osana Forest Refine -projektia, jonka tavoitteena on tehostaa biojalostamoiden raaka-aineen hankintaa sekä edistää metsäbiomassojen käyttöä kestävän kehityksen periaatteiden mukaisesti. Projekti kattaa koko hankintaketjun metsästä biojalostamolle.

Työn tarkoituksena oli määrittä happoon liukenevan ja liukenemattoman ligniinin määrät erilaisista puubiomassoista, jotka olivat peräisin koivusta, männystä ja kuusesta. Näytteet oli etukäteen jauhettu ja käsitelty uuteaineiden poistamiseksi.

Puubiomassa-näytteet käsiteltiin rikkihapolla, jonka jälkeen hydrolyysia jatkettiin autoklaavissa. Tämän jälkeen näytteet suodatettiin liukenemattoman ligniinin erottamiseksi nesteestä. Liukenematon ligniini määritettiin gravimetrisesti ja liuennut ligniini suodoksesta UVNIS-spektrometrilIä.

Työssä saatiin selville, että ligniinin eristämiseen ei vaikuta se, mistä osasta puuta, hake on peräisin, eli onko se kannosta vai rungosta. Myöskään hakkeen seulonnalla ja gravimetrisella erotuksella ei ollut vaikutusta tuloksiin. Sen sijaan saantoon vaikuttaa puulaji ja se, kuinka pientä hake on.

This thesis has been implemented as part of the Forest Refine project, which goal is to enhance the procurement of the biorefinery's raw material, as well as to promote the use of forest biomass according to the principles of sustainable development. The project covers the entire supply chain from the forest to the biorefinery.

The aim of the thesis was to determine the acid-soluble and insoluble lignin of different kind of wood biomass from birch, pine and spruce. The samples were milled and treated to remove the extractives.

Wood biomass samples were treated with sulfuric acid, followed by hydrolysis in the autoclave, after that the samples were filtered to separate the insoluble lignin from the liquid. The amount of insoluble lignin was determined gravimetrically and the soluble lignin from the filtrate by UV / Vis spectrometer.

During the thesis it was discovered that the part of the tree wood chips are from, stump or trunk of the tree, and sieving or gravimetric separation doesn't affect isolation of lignin. In contrast, things that affect the isolation are the type of wood and size of wood chips.