مهرداد خامفروش

چوب ذرت یکی از فراوان ترین ضایعات لیگنوسلولزی کشاورزی می باشد که بعد از جدا کردن دانه ها به عنوان پسماند به شمار می آید و عمدتا به عنوان کود، خوراک دام و در برخی از خانوار های روستایی به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق چوب ذرت به عنوان ماده اولیه مورد بررسی قرار گرفت و از آن محصول با ارزشی به نام کربوکسی متیل سلولز تولید شد. چوب ذرت تقریبا حاوی 45-40 درصد سلولز می باشد که به همراه همی سلولز و لیگنین اجزای اصلی گیاهان را تشکیل می دهند. در این تحقیق در ابتدا از فرایند سودا-آنتراکینون جهت استخراج سلولز از چوب ذرت استفاده شد. این فرایند نسبت به عوامل عملیاتی نسبت وزنی سدیم هیدروکسید به نمونه جامد، نسبت وزنی آنتراکینون به نمونه جامد، دما و زمان انجام واکنش در پنج سطح با استفاده از روش طراحی آزمایش سطح پاسخ بهینه سازی شد. نسبت وزنی سدیم هیدروکسید به نمونه جامد 7302/0، نسبت وزنی آنتراکینون به نمونه جامد 0025/0، دمای 152 درجه سانتی گراد و زمان واکنش 68 دقیقه جهت دستیابی به محصولی با بالاترین آلفا سلولز و کمترین مقدار لیگنین و خاکستر به عنوان نقطه بهینه توسط نرم افزار پیشنهاد شد. در این شرایط، میزان آلفا سلولز، میزان لیگنین و خاکستر باقی مانده در جزء جامد به ترتیب، 755/76، 953/3 و 5596/3 درصد به دست آمد. سلولزاستخراجی پس از سفید سازی با سدیم کلریتبا استفاده از فرایند اتری کردن ویلیامسون به کربوکسی متیل سلولز تبدیل شد. همچنین برای شناسایی گروه های کربوکسی متیلی جایگزین شده در سلولز، از طیف سنجیFTIR استفاده شد. 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 شامل: غلظت سدیم هیدروکسید، مقدار منوکلرواستیک اسید، دما و زمان واکنش به منظور دستیابی به بالاترین درجه استخلاف و بازده با استفاده از نرم افزار طراحی آزمایش و با روش سطح پاسخ در پنج سطح بهینه سازی شد. در این پژوهش، بار اول بهینه سازی با هدف دستیابی به محصولی با بالاترین بازده و DS انجام شد که در شرایط غلظت سدیم هیدروکسید 49/32 گرم بر دسی لیتر، نسبت وزنی 25/1 به 1 منوکلرو استیک اسید، دمای 60 درجه سانتی گراد و زمان واکنش 285 دقیقه، کربوک