استخراج سلولز با خلوص بالا از پسماند ساقة موز و تحلیل جامع ساختار بلوری و رفتار حرارتی آن | ||
| نشریه جنگل و فرآورده های چوب | ||
| دوره 79، شماره 2، تابستان 1405، صفحه 133-145 اصل مقاله (743.75 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jfwp.2026.411910.1392 | ||
| نویسندگان | ||
| علی شایسته؛ مهدی جنوبی* ؛ پیمان احمدی؛ امین کلانتری | ||
| گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. | ||
| چکیده | ||
| مقدمه: افزایش تولید موز در مناطق گرمسیری و نیمهگرمسیری، حجم قابلتوجهی از پسماندهای لیگنوسلولزی از جمله ساقة کاذب موز را بههمراه دارد. این پسماندها اغلب بدون استفادة مؤثر رها یا سوزانده میشوند، در حالیکه بهدلیل دارا بودن سلولز، همیسلولزها، لیگنین و ترکیبات فیبری، میتوانند بهعنوان منبعی تجدیدپذیر برای تولید مواد زیستپایه مورد استفاده قرار گیرند. هدف از این پژوهش، استخراج سلولز با خلوص بالا از پسماند ساقة موز و ارزیابی همزمان ویژگیهای شیمیایی، ساختاری، بلوری، حرارتی و درجة پلیمریزاسیون آن بود. روش پژوهش: الیاف ساقة موز پس از جمعآوری، شستوشو، خشکسازی و خردایش، تحت تیمار قلیایی ملایم با محلول 4 درصد هیدروکسید سدیم در دمای 75 تا 80 درجة سانتیگراد قرار گرفتند. سپس برای حذف بیشتر همیسلولزها، لیگنین و ترکیبات استخراجی، از توالی رنگبری اکسایشی سهمرحلهای استفاده شد. ترکیبات شیمیایی اولیه، میزان خاکستر، ساختار شیمیایی با طیفسنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، ساختار بلوری با پراش پرتو ایکس، رفتار حرارتی با آنالیز توزین حرارتی و درجة پلیمریزاسیون به روش ویسکوزیمتری در حلال کوپرآمونیم بررسی شد. یافتهها: نتایج ترکیبات شیمیایی نشان داد که الیاف ساقة موز حاوی 35/5درصد سلولز، 28/9درصد همیسلولزها، 16 درصد لیگنین و 19/6درصد مواد استخراجی بود. میزان خاکستر از 14/94درصد در نمونة خام به 8/75 درصد پس از پخت و 3/70 درصد پس از رنگبری کاهش یافت که نشاندهندة حذف مؤثر ترکیبات معدنی و ناخالصیهای غیرآلی بود. آنالیز FTIR حذف باندهای شاخص همیسلولزها و لیگنین را تأیید کرد، در حالیکه باندهای مربوط به ساختار β-1,4-گلوکانی سلولز حفظ شد و نشان داد که اسکلت اصلی سلولزی طی فرآیند، پایدار مانده است. نتایج XRD بیانگر افزایش سهم نسبی فاز بلوری در نمونة تیمارشده بود؛ بهگونهای که شاخص بلورینگی از 57/87درصد در الیاف خام به 86/4درصد در الیاف رنگبریشده افزایش یافت که به حذف بخشی از مناطق آمورف طی پخت و رنگبری نسبت داده میشود. همچنین درجة پلیمریزاسیون از 395 در الیاف خام به 1100 در محصول سلولزی افزایش یافت. آزمون TGA نیز افزایش پایداری حرارتی نمونههای تیمارشده را نشان داد؛ بهطوری که در منحنیDTG، پیک تجزیة همیسلولزها در بازة حدود 220 تا 320 درجة سانتیگراد بهطور چشمگیر کاهش یافته و تقریباً حذف شد و در نتیجه غلبة فاز سلولزی در ساختار نهایی تأیید شد. نتیجهگیری: نتایج نشان داد که ترکیب تیمار قلیایی ملایم و رنگبری اکسایشی، روشی مؤثر برای حذف اجزای غیرسلولزی ساقة موز و تولید سلولز با خلوص، بلورینگی، پایداری حرارتی و درجة پلیمریزاسیون بالا است. بنابراین، پسماند ساقة موز میتواند بهعنوان منبعی ارزان، تجدیدپذیر و ارزشمند برای تولید الیاف سلولزی و مواد زیستپایه در چارچوب اقتصاد زیستی چرخشی مورد استفاده قرار گیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آنالیز حرارتی؛ بلورینگی؛ درجة پلیمریزاسیون؛ سلولز؛ ساقة موز؛ ضایعات لیگنوسلولزی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 174 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 39 |
||