木材回収産業:新しい溶解プロセス

製紙業、バイオ燃料、繊維、衣類のための新しい木材溶解プロセス..。

ベルファストのクイーンズ大学の化学科のXNUMX人の科学者とアラバマ大学(米国)の研究者の間のアメリカとイギリスの協力により、針葉樹を溶解するための新しい生態学的プロセスを開発することが可能になりました。サザンイエローパインやレッドオークなどの広葉樹は、バイオ燃料、繊維、衣類、紙への変換を促進します。

今日、ほとんどのメーカーはクラフトプロセス[1]を使用して木材を溶解しています。 製紙業界では、このプロセスは世界のパルプ生産量の約80%を占めています。 汚染度の高いクラフトプロセスとは異なり、ベルファストのクイーンズ大学で開発された技術は毒性が低く、生分解性です。 これは、ウッドチップを液体イオン溶液[C2mim] OAc(エチル-3-メチルイミダゾリウムアセテート)に完全に溶解することで構成されています。 木材の完全な溶解は、オイルバスで溶解した生成物を加熱することによって完了します。 マイクロ波の脈動または超音波照射によってこの溶解を加速することも可能です。 研究チームはまた、[C2mim] OAcが[C4mim] Cl(1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド)よりも木材に適した溶媒であることを実証しました。 さらに、XNUMXつの変数、すなわち、木材の種類、溶解するサンプルの初期質量、または木材粒子のサイズ。 溶解だけでなく溶解速度にも影響します。 たとえば、レッドオーク材はスワンプパインよりもはるかによく、速く溶解します。

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ヘクター・ロドリゲス博士は次のように述べています。「この発見は、バイオマスを変換して多種多様な化学物質を生産するバイオリファイナリーの概念の開発に向けた重要なステップです。 これは、再生可能な生物資源に基づく真に持続可能な化学産業を生み出す可能性があります。」

技術を向上させるために、科学者は環境に優しい添加剤をイオン性液体に加えるか、触媒を使用することを検討しています。 研究者たちは、温度と圧力のより柔軟な条件下でさえ、最終的にはより良い溶解を達成することを望んでおり、また、単一のステップで木材に含まれるさまざまな要素(セルロース、リグニン)の完全な分離を達成するよう努めています。 XNUMXつのチームはまた、香料の製造などのプロセスで使用できるエッセンシャルオイルが豊富な有機材料にプロセスを拡張したいと考えています。

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[1]クラフトプロセス

これは、化学パルプ製造プロセスの中で最も広く使用されている製造方法です。 このプロセスでは、セルロースを保持しながらできるだけ多くのリグニンを除去するために、細かく切り刻まれた木材が苛性ソーダで調理されます。 このプロセスでは、アクティブな調理用化学物質(白液)は水酸化ナトリウム(NaOH)と硫化ナトリウム(Na2S)です。

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この工程の最後に得られたパルプは、調理後に残るリグニン残留物のために、暗い色の段ボールを得ることが可能になります。 多かれ少なかれ白い紙を得るために、いくつかのタイプの漂白剤を使用することができます:塩素、二酸化塩素(または二酸化塩素)、酸素、オゾンまたは過酸化水素。 ただし、漂白段階で最良の結果が得られるのは、完全に白くなり、数年間白のままであるセルロースを損傷することなく、まだ存在するすべてのリグニンを溶解する塩素を使用することです。

このプロセスの化学的性質により、紙パルプ産業は大量の排水に希釈された大量の汚染物質を放出します。 これらの排水には、例えば、塩素化ダイオキシンやフランなどの有機塩素化合物、微量のPCB、フェノール化合物などが含まれている場合があります。

ソース: イギリスに

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