Nieuw houtoplossingsproces voor de papierindustrie, biobrandstoffen, textiel en kleding ...
Een Amerikaans-Britse samenwerking tussen twee wetenschappers van de scheikunde-afdeling van Queen's University in Belfast en onderzoekers van de University of Alabama (Verenigde Staten) heeft het mogelijk gemaakt om een nieuw ecologisch proces te ontwikkelen dat het mogelijk maakt om naaldhout of hardhout zoals zuidelijk geel grenen en rood eiken om de omzetting ervan in biobrandstoffen, textiel, kleding en papier te vergemakkelijken.
Tegenwoordig gebruiken de meeste fabrikanten het Kraft-proces [1] om hout op te lossen. In de papierindustrie vertegenwoordigt dit proces ongeveer 80% van de wereldproductie van pulp. In tegenstelling tot het zeer vervuilende Kraft-proces, is de techniek die is ontwikkeld aan de Queen's University in Belfast weinig giftig en biologisch afbreekbaar. Deze bestaat uit het volledig oplossen van houtsnippers in een vloeibare ionische oplossing, [C2mim] OAc (ethyl-3-methylimidazoliumacetaat). Het volledig oplossen van het hout wordt voltooid door het product dat het resultaat is van het oplossen in een oliebad te verhitten. Het is ook mogelijk om dit oplossen te versnellen door microgolfpulsen of door ultrasone bestraling. Het team van onderzoekers toonde ook aan dat [C2mim] OAc een beter oplosmiddel is voor hout dan [C4mim] Cl (1-butyl-3-methylimidazoliumchloride). Daarnaast drie variabelen, namelijk de houtsoort, de aanvangsmassa van het op te lossen monster of de grootte van de houtdeeltjes; invloed hebben op zowel de ontbinding als de ontbindingssnelheid. Rood eikenhout lost bijvoorbeeld veel beter en sneller op dan moerasdennen.
Volgens Dr. Héctor Rodriguez: “Deze ontdekking is een belangrijke stap in de ontwikkeling van het concept van bioraffinage, waarbij biomassa wordt omgezet om een breed scala aan chemicaliën te produceren. Dit zou kunnen leiden tot een werkelijk duurzame chemische industrie op basis van hernieuwbare biobronnen ”.
Om de techniek te verbeteren, overwegen wetenschappers de toevoeging van milieuvriendelijke additieven aan de ionische vloeistof of het gebruik van katalysatoren. De onderzoekers hopen uiteindelijk een betere oplossing te bereiken, zelfs onder meer flexibele omstandigheden van temperatuur en druk, en streven ook naar een volledige scheiding van de verschillende elementen in het hout (cellulose, lignine) in een enkele stap. . De twee teams willen het proces ook uitbreiden naar organische materialen die rijk zijn aan etherische oliën, die vervolgens kunnen worden gebruikt in processen zoals de vervaardiging van parfums.
-
[1] Het Kraft-proces
Het is de meest gebruikte productiemethode onder de fabricageprocessen van chemische pulp. Tijdens dit proces wordt het in stukken of krullen gesneden hout gekookt in natronloog om zo veel mogelijk lignine te verwijderen met behoud van de cellulose. In dit proces zijn de actieve kookchemicaliën (white liquor) natriumhydroxide (NaOH) en natriumsulfide (Na2S).
De pulp die aan het einde van dit proces wordt verkregen, maakt het mogelijk om karton met een donkere kleur te verkrijgen vanwege de lignineresten die na het koken achterblijven. Om een min of meer wit papier te krijgen, kunnen verschillende soorten bleekmiddelen worden gebruikt: chloor, chloordioxide (of chloordioxide), zuurstof, ozon of waterstofperoxide. De beste resultaten tijdens de bleekfasen worden echter verkregen met chloor dat alle nog aanwezige lignine oplost zonder de cellulose te beschadigen, die volledig wit wordt en meerdere jaren wit blijft.
Door de chemische aard van dit proces komen in de pulp- en papierindustrie een grote hoeveelheid vervuilende stoffen vrij, verdund in een groot volume effluent. Deze effluenten kunnen bijvoorbeeld organochloorverbindingen bevatten zoals gechloreerde dioxines en furanen, sporen van PCB's, fenolische verbindingen, enz.
Bron: BE UK