Ligniini biotaloudessa
Kakko, Kalle (2017)
Kandidaatintyö
2017
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201705316958
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201705316958
Tiivistelmä
Ligniini on kasvisolujen rakennusaine ja yksi luonnon yleisimmistä biopolymeereista. Aromaattisena biopolymeerina se voi korvata useita nykyisin käytettyjä öljypohjaisia kemikaaleja. Tämän työn tavoitteena on ollut arvioida ligniinin mahdollisia käyttökohteita ja valmistusprosesseja. Työn kirjoittamista varten on tutkittu aiheesta olemassa olevaa kirjallisuutta.
Työssä on esitelty lyhyesti erilaisia biomassan pilkkomiseen käytettäviä menetelmiä, joilla voidaan valmistaa ligniiniä esimerkiksi selluloosatuotteiden sivutuotteena. Näistä menetelmistä merkittävin on selluteollisuuden sulfaattimenetelmä. Sulfaattimenetelmästä syntyvää ligniinipitoista liuosta kutsutaan mustalipeäksi. Työssä on käyty läpi erilaisia menetelmiä erottaa ligniiniä mustalipeästä. Myös biopolttoaineteollisuus on mahdollinen merkittävä ligniinin teollinen lähde tulevaisuudessa.
Ligniinin käyttökohteet voi jakaa kolmeen osa-alueeseen; ligniini polymeeriseoksissa, ligniinistä valmistetut kemikaalit ja ligniinistä sellaisenaan tai muokattuna valmistetut tuotteet. Tässä työssä on esitelty useita esimerkkejä jokaisesta osa-alueesta.
Uusiutuviin raaka-aineisiin pohjautuvassa taloudessa ligniinin hyödyntämisellä on merkittävä rooli. Ligniiniä voidaan käyttää korvaamaan öljypohjaisia materiaaleja esimerkiksi muoveissa tai aromaattisten kemikaalien valmistuksessa. Eräs arvokkaimmista mahdollisista ligniinin sovelluksista olisi hiilikuitu, jota voidaan käyttää lentokoneissa ja autoissa. Lignin is a building material of plant cells and one of the most common biopolymers in nature. Because it is an aromatic biopolymer it can replace many of the oil-based chemicals used today. This work’s objective has been to estimate possible applications and sources for lignin. Information for this work has been gathered by studying existing literature of the subject.
This work briefly presents different methods for separating lignin from biomass. These methods can also be used to produce lignin for example as a byproduct of cellulosic products. Kraft process is the most important of these methods. It is commonly used by the pulp industry. Kraft process produces black liquor which is a liquor with a high lignin content. This work goes through different methods for separating lignin from black liquor. The biofuel industry could be another mayor lignin source in the future.
Applications for lignin can be categorized to 1) blends with another polymer, 2) chemicals derived from lignin and 3) products made from complete lignin. This work presents several examples from each category.
Lignin utilization will have an important role in an economy based on renewable resources. Lignin can be used to replace oil based materials that are used, for example, in plastics or in manufactory of aromatic chemicals. One of the most valuable applications for lignin in the future could be carbon fiber which can be used in planes or cars.
Työssä on esitelty lyhyesti erilaisia biomassan pilkkomiseen käytettäviä menetelmiä, joilla voidaan valmistaa ligniiniä esimerkiksi selluloosatuotteiden sivutuotteena. Näistä menetelmistä merkittävin on selluteollisuuden sulfaattimenetelmä. Sulfaattimenetelmästä syntyvää ligniinipitoista liuosta kutsutaan mustalipeäksi. Työssä on käyty läpi erilaisia menetelmiä erottaa ligniiniä mustalipeästä. Myös biopolttoaineteollisuus on mahdollinen merkittävä ligniinin teollinen lähde tulevaisuudessa.
Ligniinin käyttökohteet voi jakaa kolmeen osa-alueeseen; ligniini polymeeriseoksissa, ligniinistä valmistetut kemikaalit ja ligniinistä sellaisenaan tai muokattuna valmistetut tuotteet. Tässä työssä on esitelty useita esimerkkejä jokaisesta osa-alueesta.
Uusiutuviin raaka-aineisiin pohjautuvassa taloudessa ligniinin hyödyntämisellä on merkittävä rooli. Ligniiniä voidaan käyttää korvaamaan öljypohjaisia materiaaleja esimerkiksi muoveissa tai aromaattisten kemikaalien valmistuksessa. Eräs arvokkaimmista mahdollisista ligniinin sovelluksista olisi hiilikuitu, jota voidaan käyttää lentokoneissa ja autoissa.
This work briefly presents different methods for separating lignin from biomass. These methods can also be used to produce lignin for example as a byproduct of cellulosic products. Kraft process is the most important of these methods. It is commonly used by the pulp industry. Kraft process produces black liquor which is a liquor with a high lignin content. This work goes through different methods for separating lignin from black liquor. The biofuel industry could be another mayor lignin source in the future.
Applications for lignin can be categorized to 1) blends with another polymer, 2) chemicals derived from lignin and 3) products made from complete lignin. This work presents several examples from each category.
Lignin utilization will have an important role in an economy based on renewable resources. Lignin can be used to replace oil based materials that are used, for example, in plastics or in manufactory of aromatic chemicals. One of the most valuable applications for lignin in the future could be carbon fiber which can be used in planes or cars.