Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Effect of raw material and Kraft Pulping Conditions on Characteristics of Dissolved Lignin
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2014 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Lignin is one of the main components in wood and during the chemical pulping processes it is degraded and dissolved into the cooking liquor. The current challenge is to meet the need for energy and raw materials, and reform to a more environmentally sustainable society, so there is a great interest in using kraft lignin as a raw material for energy, materials and as source of chemicals. ) To meet this goal, it is essential to obtain kraft lignin with desirable properties. The overall goal of this master thesis project was to understand the relationship between kraft process conditions and the structure and properties of the dissolved lignin.

Wood chips of pine, spruce and eucalyptus were pulped with the kraft process at constant temperature and similar alkali charge and sulphidity to different cooking times. From the collected black liquor, the dissolved kraft lignin was precipitated by acidification with sulphuric acid. It was observed that longer cooking time yields more precipitated material, where pine gave the highest yield. There was a significant difference in colour of the precipitated between eucalyptus and the softwood samples.

Some the characteristic properties of the collected samples were investigated. Results from the Klason lignin and ionic chromatography showed variation in lignin and carbohydrate composition depending on raw material and cooking time. This was also indicated by results lignin carbohydrate ratio from analytical pyrolysis. However, the analytical pyrolysis data showed that the relative composition of lignin and carbohydrates was similar independent on pulping time and raw material. The sulphur content was higher for eucalyptus lignin compared to the softwood lignin. Pine lignin with the longest pulping time had the highest total phenolic content. Spruce lignin with the longest cooking time had the highest glass transition temperature.

Abstract [sv]

Lignin är en av de största byggstenarna i träd och andra växtmaterial, både till storlek och mängd. Under kemiska massaframställningsprocesser, som sulfatprocessen, bryts strukturen ned och lignin löses ut i kokvätskan. Ligninets värmevärde tas till vara, genom att det förbränns i sodapannan. Med den utmaning som dagens samhälle står inför, där fossila råvaror ska ersättas med förnyelsebara, finns ett allt större intresse att se vilka andra användningsområden som kan finnas för lignin, som grön råvara för energi, material och kemikalier. Det krävs därför kunskap om hur lignin med lämpliga egenskaper ska kunna utvinnas. Målet med detta examensarbete var att undersöka hur vedråvara och koktid under sulftakoket påverkar egenskaper hos det utlösta ligninet.

I denna studie kokades vedflis av tall, gran och eukalyptus enligt sulfatprocessen och det utlösta ligninet analyserades efter tre olika koktider. Längre koktid ledde till mer utfällt material. Det var en tydlig skillnad i färg mellan lignin från eukalyptus och de från barrveden, gran och tall Eukalyptusligninet var mörkare med en tydlig grönaktig färgskiftning. Längre koktid medförde även ett mer lättfiltrerbart lignin.

Mängden lignin, bestämt som mängd Klason lignin efter sur hydrolys, var högre i utfällningen efter kok av eukalyptus jämfört med efter kok av barrved. Resultaten från den analytiska pyrolysen visar däremot på rakt motsatt förhållande. Enligt den analytiska pyrolysen är det något mindre mängd lignin i utfällningen efter eukalyptuskok. Orsaken kan vara att vid kvantitativ bestämning av lignin som Klason lignin, kommer det oorganiska materialet att fällas ut tillsammans med ligninet, varvid mängden Klason lignin även inbegriper askmängden. Mängden lignin som lösts ut under koket ökar med ökad koktid, men andelen lignin i det utfällda materialet ändras inte med koktiden. Svavelhalten var högre för (utlöst) eukalyptuslignin än för granlignin och talllignin. Talllignin med den längsta koktiden hade den högsta totala halten fenol. Gran lignin med den längsta koktiden hade det högsta värdet på glastransitionstemperaturen.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 37 p.
Keyword [en]
Kraft pulping, softwood, eucalyptus, lignin, characterization
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-145900OAI: oai:DiVA.org:kth-145900DiVA: diva2:721067
Available from: 2014-06-03 Created: 2014-06-03 Last updated: 2014-06-03Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1304 kB)644 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1304 kBChecksum SHA-512
f6cd2631e7bfa047168c475175666365f35cdd86eb9ce02aca89c1d0cba9de26d23a02543163ce8e46aee9c9ec4a380f2372b2c0c7f327305fbbe6ae9a3d63bf
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 644 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 237 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf