Tách chiết, thu hồi lignin từ lá cây dứa và ứng dụng thử nghiệm làm phụ gia giấy

Tóm tắt

Nghiên cứu khảo sát quá trình tách chiết và thu hồi lignin từ lá cây dứa (Ananas comosus) bằng sodium hydroxide (NaOH) kết hợp hydrogen peroxide (H₂O₂), đồng thời thử nghiệm lignin thu được làm phụ gia trong sản xuất giấy. Lá dứa chứa 34,8% cellulose và 20,6% lignin, trong đó lignin không tan trong acid chiếm 15,1% và lignin tan trong acid chiếm 5,5%. Các yếu tố khảo sát trong tiền xử lý gồm nồng độ NaOH, tỷ lệ tác chất/nguyên liệu, thời gian và tốc độ khuấy. Điều kiện được lựa chọn là NaOH 2% (w/v) trong H₂O₂ 1% (w/v), tỷ lệ tác chất/nguyên liệu 2:1, thời gian 4,5 giờ, nhiệt độ 25-28°C và tốc độ khuấy 150 vòng/phút; hiệu suất tách lignin đạt 32,84%. Dịch sau tiền xử lý có nồng độ lignin khoảng 6 mg/mL. Thu hồi lignin bằng acid hóa đạt hiệu suất 92,21% tại pH 4, 70°C trong 60 phút. Phân tích FTIR xác nhận các nhóm chức đặc trưng của lignin. Thử nghiệm tạo giấy cho thấy, lignin có khả năng tham gia như một phụ gia kết dính, tuy nhiên chất lượng mẫu giấy còn cần được cải thiện.

Từ khóa
lignin lá dứa Ananas comosus alkaline peroxide thu hồi lignin

Tài liệu tham khảo

1.
Cotana, F., et al. (2014). Lignin as co-product of second generation bioethanol production from ligno-cellulosic biomass. Energy Procedia, 45, 52-60.
2.
Dereca Watkins (2015), Exploitation and characterization of lignin from different biomass sources. Journal of Materials Research and Technology, 4(1), 26-32
3.
Minu, K., et al. (2012). Isolation and purification of lignin and silica from the black liquor generated during the production of bioethanol from rice straw. Biomass and Bioenergy, 39, 210-217.
4.
Silverstein, R. A., Chen, Y., Sharma-Shivappa, R. R., Boyette, M. D., & Osborne, J. (2007). A comparison of chemical pretreatment methods for improving saccharification of cotton stalks. Bioresource Technology, 98(16), 3000-3011.
5.
Vaccarino, C., et al. (1987). Effect of SO2, NaOH and Na2CO3 pretreatments on the degradability and cellulase digestibility of grape marc. Biological Wastes, 20(2), 79-88.
6.
Yamashita, Y., et al. (2010). Alkaline peroxide pretreatment for efficient enzymatic saccharification of bamboo. Carbohydrate Polymers, 79(4), 914-920.