بهینه سازی فرایند تولید کربوکسی متیل سلولوز از باگاس (تفاله) نیشکر

کربوکسی متیل سلولوز پلیمری محلول در آب است که کاربردهای فراوانی در صنایع گوناگون دارد. منابع گوناگونی برای تهیه کربوکسی متیل سلولوز وجود دارد که یکی از آ ن ها باگاس است. باگاس(تفاله) نیشکر متشکل از سلولوز، همی سلولوز و لیگنین است. از آنجا که ۴۰ -۳۰ درصد باگاس دارای سلولوز است، بنابراین  می تواند به عنوان منبع سلولوز برای تهیه کربوکسی متیل سلولوز درنظر گرفته شود. در این پژوهش همی سلولوز و لیگنین به وسیله محلول اسید رقیق و سدیم هیدروکسید  از باگاس جدا و سلولوز استخراج  شد. سولفوریک اسید و نیتریک اسید رقیق در مرحله اسیدی استفاده شدند که سولفوریک اسید باعث حذف بیش­تری از همی سلولوز شد. برای جداسازی کامل سلولوز، از درصد های گوناگون محلول سولفوریک اسید  و سدیم هیدروکسید در زمان های متفاوت از واکنش استفاده شد. با  محاسبه سطح نرمال شده زیر پیک های مشخصه طیف FT-IR به­دست­آمده از نمونه ها با نرم افزار Origin و مقایسه آن ها، نمونه با بیش ­ترین مقدار سلولوز استخراج شده انتخاب شد. سلولوز استخراج شده در این مرحله برای تهیه کربوکسی متیل سلولوز استفاده شد. در مرحله بعد روش پاسخ سطح (RSM) همراه با طراحی آزمون  Box-Behnken Design (BBD) برای دستیابی به بیش ­ترین درجه جانشینی کربوکسی متیل سلولوز به کار گرفته شد. متغیرهای مستقل این طراحی عبارت از  دمای واکنش، غلظت محلول سدیم هیدروکسید و مقدار سدیم مونوکلرواستات به ازای هر گرم سلولوز بود. بیش­ ترین  درجه جانشینی ۶۶/۰ تعیین شد، در حالی که فاکتور رضایت ۱۴/۹۷ درصد محاسبه شد که نشانگر مطابقت خوب مدل با داده های تجربی است. گرانروی محلول ۲ درصد کربوکسی متیل سلولوز با درجه جانشینی ۶۶ / برابر با  cP ۸/۲۴ و وزن مولکولی این نمونه ۲۶۱۰۰۰ گرم بر مول شد که در مواد شوینده کاربرد دارد.

کلیدواژه ها:

باگاس ، سلولوز ، طراحی آزمون ، کربوکسیمتیلسلولوز ، درجه جانشینی