عملية انحلال الخشب الجديدة لصناعة الورق والوقود الحيوي والمنسوجات والملابس ...
أتاح التعاون الأمريكي البريطاني بين عالمين من قسم الكيمياء في جامعة كوينز في بلفاست وباحثين من جامعة ألاباما (الولايات المتحدة) تطوير عملية بيئية جديدة لإذابة الأخشاب الصنوبرية أو الأخشاب الصلبة مثل الصنوبر الأصفر الجنوبي والبلوط الأحمر لتسهيل تحولها إلى وقود حيوي ومنسوجات وملابس وورق.
اليوم ، تستخدم معظم الشركات المصنعة عملية كرافت [1] لتذويب الخشب. في صناعة الورق ، تمثل هذه العملية حوالي 80٪ من الإنتاج العالمي من لب الورق. على عكس عملية كرافت شديدة التلوث ، فإن التقنية المطورة في جامعة كوينز في بلفاست منخفضة السمية وقابلة للتحلل البيولوجي. يتكون هذا من إذابة رقائق الخشب بالكامل في محلول أيوني سائل ، [C2mim] OAc (أسيتات إيثيل -3 ميثيلميدازوليوم). يكتمل الانحلال الكامل للخشب بتسخين المنتج الناتج عن الذوبان في حمام الزيت. من الممكن أيضًا تسريع هذا الذوبان عن طريق نبضات الميكروويف أو عن طريق التشعيع فوق الصوتي. أظهر فريق الباحثين أيضًا أن [C2mim] OAc هو مذيب أفضل للخشب من [C4mim] Cl (1-بيوتيل -3-ميثيلميدازوليوم كلوريد). بالإضافة إلى ذلك ، هناك ثلاثة متغيرات ، وهي نوع الخشب والكتلة الأولية للعينة المراد حلها أو حجم حبيبات الخشب ؛ تؤثر على معدلات الذوبان وكذلك الذوبان. على سبيل المثال ، يذوب خشب البلوط الأحمر بشكل أفضل وأسرع من صنوبر المستنقعات.
ووفقًا للدكتور هيكتور رودريغيز: "يعتبر هذا الاكتشاف خطوة مهمة نحو تطوير مفهوم التكرير الحيوي ، حيث يتم تحويل الكتلة الحيوية لإنتاج مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية. وقد يؤدي ذلك إلى ظهور صناعة كيميائية مستدامة حقًا تعتمد على الموارد الحيوية المتجددة ".
من أجل تحسين التقنية ، يفكر العلماء في إضافة إضافات صديقة للبيئة إلى السائل الأيوني أو استخدام المحفزات. يأمل الباحثون على المدى الطويل تحقيق انحلال أفضل ، حتى في ظل ظروف أكثر مرونة من حيث درجة الحرارة والضغط ، كما يسعون لتحقيق فصل كامل للعناصر المختلفة الموجودة في الخشب (السليلوز ، اللجنين) في خطوة واحدة . كما يرغب الفريقان في توسيع العملية لتشمل المواد العضوية الغنية بالزيوت الأساسية التي يمكن استخدامها بعد ذلك في عمليات مثل صناعة العطور.
-
[1] عملية كرافت
إنها طريقة الإنتاج الأكثر استخدامًا بين عمليات تصنيع اللب الكيميائي. خلال هذه العملية ، يتم طهي الخشب ، المقطوع إلى قطع أو نشارة ، في صودا كاوية من أجل القضاء على أكبر قدر ممكن من اللجنين مع الاحتفاظ بالسليلوز. في هذه العملية ، المواد الكيميائية النشطة للطهي (السائل الأبيض) هي هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) وكبريتيد الصوديوم (Na2S).
يتيح اللب الذي تم الحصول عليه في نهاية هذه العملية الحصول على ورق مقوى بلون غامق ، بسبب بقايا اللجنين التي تبقى بعد الطهي. للحصول على ورقة بيضاء أكثر أو أقل ، يمكن استخدام عدة أنواع من عوامل التبييض: الكلور وثاني أكسيد الكلور (أو ثاني أكسيد الكلور) والأكسجين والأوزون أو بيروكسيد الهيدروجين. ومع ذلك ، يتم الحصول على أفضل النتائج خلال مراحل التبييض باستخدام الكلور الذي يذيب كل اللجنين الذي لا يزال موجودًا دون الإضرار بالسليلوز ، والذي يصبح أبيض تمامًا ويظل أبيض لعدة سنوات.
بسبب الطبيعة الكيميائية لهذه العملية ، فإن صناعة اللب والورق تطلق كمية كبيرة من المواد الملوثة المخففة بكميات كبيرة من النفايات السائلة. قد تحتوي هذه النفايات السائلة ، على سبيل المثال ، على مركبات الكلور العضوي مثل الديوكسينات المكلورة والفيوران ، وآثار من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، والمركبات الفينولية ، إلخ.
المصدر كن المملكة المتحدة