مهرداد خامفروش

تفاله نیشکریکی از عمده ترین ضایعات کشاورزی در ایران محسوب می شود که به عنوان پسماند پس از قندگیری در کارخانه های قند و الکل، عمدتا بدون استفاده مانده و یا به عنوان سوخت بویلرها سوزانده می شود. در این پژوهش این ماده کم ارزش مورد بررسی قرار گرفت و محصول با ارزش کربوکسی متیل سلولز از آن تولید شد. تفاله نیشکر محتوای حدود 42 درصد سلولز می باشد که سلولز همراه با همی سلولز و لیگنین ترکیبات اصلی تشکیل دهنده آن هستند که این مجموعه ساختار فیبری مستحکمی را تشکیل می دهند. در این پژوهش از فرآیند انفجار بخار برای فیبرزدایی تفاله نیشکر استفاده شد و این فرآیند نسبت به عوامل عملیاتی غلظت قلیای سدیم هیدروکسید، دما و زمان ماند در دو سطح و با روش فاکتوریل، بهینه سازی شد که نتایج بهینه سازی غلظت قلیای 2%، دمای 188.44 درجه سلسیوس و زمان ماند10 دقیقه را به عنوان نقطه بهینه جهت حصول بالاترین درصد سلولز و بالاترین میزان بازیابی آن و کمترین مقادیر لیگنین، همی سلولز و خاکستر پیشنهاد کرد. سلولز از تفاله نیشکر فیبرزدایی شده شرایط بهینه با استفاده از هیدروژن پراکسید در محیط قلیایی و سپس قلیای سدیم هیدروکسید 1 مولار، با خلوص 93.2 درصد و بازده حدود89 درصد، استخراج شد. سلولز استخراجی با استفاده از فرآیند اتری کردن ویلیامسون تبدیل به کربوکسی متیل سلولز شد. برای شناسایی گروه های کربوکسی متیلی جایگزین شده بر روی سلولز، از طیف سنجی FTIR استفاده شد که پیک های موجود در عدد موج های 1425 و 1612 بر سانتی متر، جایگزینی را تائید می کرد. درجه استخلاف مهم ترین عامل تاثیر گذار بر میزان حلالیت و کاربردهای کربوکسی متیل سلولز می-باشد و بازده تولید آن نیز، عاملی مهم در تعیین اقتصادی بودن فرآیند تولید آن می باشد، لذا فرآیند اتری کردن سلولز نسبت به عوامل عملیاتی غلظت NaOH، مقدار منوکلرواستیک اسید، دما و زمان واکنش جهت حصول بالاترین درجه استخلاف و بازده با استفاده از نرم افزار طراحی آزمایش و با روش سطح پاسخ در پنج سطح بهینه سازی شد. نتایج بهینه سازی نشان داد که در شرایط غلظت سدیم هیدروکسید31.33 درصد، نسبت وزنی 1.17 به 1 منوکلرواستیک اسید به سلولز، دمای 45 درجه سلسیوس و زمان واکنش 210.18دقیقه، بالاترین مقدار درجه استخلاف و بازده به دست می آید که این بالاترین درجه استخلاف و بازده به ترتیب مقادیر 1.043 و 186.302 درصد بودن