Ligniinin erotus ja karakterointi

Kun kohtaat ongelmia liittyen ligniinin laatuun ja ominaisuuksiin, meillä on sinulle ratkaisu!

​VTT:llä on ensiluokkaiset analyyttiset valmiudet ligniinin rakenteen ja sen materiaaliominaisuuksien karakterointiin. Näitä ovat ligniinin funktionaaliset ryhmät, yksityiskohtaiset kemialliset rakenteet, aromaattisten rakenteiden substituutiotyypit, moolimassajakaumat ja termiset ominaisuudet. 

Yksityiskohtainen ligniinin karakterointi on suoritettava, jotta voidaan selvittää rakenteen ja ominaisuuksien vuorovaikutukset ja varioida niitä, kun kehitetään uusia ligniinipohjaisia tuotteita lisäarvon tuottamiseksi nykyaikaisiin biojalostamoihin. On myös oleellista tietää prosessiolosuhteiden vaikutus ligniinin rakenteeseen, jotta voidaan kehittää uusia biomassan hajotuskeinoja ja lisätä perinteisten keitto- ja valkaisuprosessien resurssi- ja kustannustehokkuutta. Lisäksi ligniinin laatua voidaan parantaa erilaisilla fraktiointi- ja puhdistusmenetelmillä, joita VTT:llä on käytettävissään.

VTT toimii jatkuvasti yhteistyössä puunjalostusteollisuuden sekä biopolttoaine- ja biokemikaaliteollisuuden kanssa, jotka ovat kiinnostuneita käyttämään raaka-aineenaan sivuvirroista saatavaa ligniiniä. Ligniinin puhtauden ja rakenteen karakterointi auttaa kehittämään parempia keinoja ligniinin jalostamiseksi ja prosessien optimoimiseksi.

Pitkä historia ligniinikemiassa

VTT:llä on ligniinikemiassa pitkä historia, joka pohjautuu puunjalostusteollisuuden delignifiointiprosessien ja yleisemmin biojalostamoiden esikäsittelyprosessien kehittämiseen. Painopiste on vahvasti ligniinin jalostuksessa, jossa tähdätään ligniinin aromaattisen luonteen hyväksikäyttöön synteettisen fenolin korvaajana uusissa biopohjaisissa tuotteissa. Yksityiskohtainen kemiallisen rakenteen karakterointi ja ligniinikemian tuntemus ovat tässä avaintekijöitä. 

Ensiluokkaiset analyyttiset valmiudet

VTT:llä on ensiluokkaiset analyyttiset valmiudet ja kaikki tarvittavat analyysilaitteet ligniinin yksityiskohtaisen rakenteen ja sen materiaaliominaisuuksien karakterointiin. 

  • Ligniinin funktionaalisuudet voidaan määrittää 31P NMR:llä
  • Yksityiskohtaiset kemialliset alarakenteet ja yksiköiden väliset sidokset voidaan tunnistaa ja kvantifioida moderneilla 2D NMR - spektroskopiamenetelmillä
  • Aromaattisten alarakenteiden substituutiomallit voidaan selvittää sekä NMR- että pyrolyysi-GC/MS-menetelmillä. Jälkimmäinen soveltuu myös liukenemattomille näytteille, ja sitä voidaan käyttää ligniinin karakterointiin suoraan biomassasta ilman ligniinin eristystä
  • Moolimassajakaumat voidaan määrittää SEC:llä
  • Termiset ominaisuudet (Tg, Tdeg) voidaan analysoida DSC:llä ja TGA:lla
  • Myös alkuainekoostumus voidaan määrittää

 

Ligniinin eristysmenetelmät kattavat mm. kalvosuodatuksen, joka voidaan tehdä sekä laboratorio- että bench- ja pilottimitassa.