Karboksyylihappojen talteen ottaminen membraanisuodatuksella happosaostetusta mustalipeästä

Abstract

Tässä työssä selvitettiin, voidaanko membraanisuodatusta hyödyntää karboksyylihappojen erottamiseen hiilidioksidisaostetusta mustalipeästä. Kirjallisuusosassa tehtiin katsaus sellunkeittoon, mustalipeään ja sen sisältämiin merkittäviin yhdisteisiin sekä membraanisuodatuksen teoriaan. Kokeellisessa osassa saostettua mustalipeää valmistettiin sekoitetussa säiliöreaktorissa johtamalla hiilidioksidia havulaihalipeään, kunnes pH laski arvoon 8,5. Saostunut ligniini erotettiin sentrifugoimalla. Alkuperäisellä sekä saostetulla mustalipeällä tehtiin suodatuskokeita kolmella katkaisukooltaan 1 kDa:n kalvolla, jotka oli valmistettu polyeetterisulfonista (Microdyn-Nadir NP010), polyamidista (TRISEP UA60) ja regeneroidusta selluloosasta (Merck Millipore Ultracel). Näytteet analysoitiin UV-spektrofotometrilla, refraktometrilla ja kapillaarielektroforeesilla. Tuloksien perusteella karboksyylihappoja voidaan erottaa happosaostetusta mustalipeästä membraanisuodatuksella, ja vertailluista kalvoista regeneroidusta selluloosasta valmistettu Ultracel-kalvo soveltui tähän parhaiten. Sen massavuo oli saostetulla mustalipeällä merkittävästi muita kalvoja korkeampi (9,5 kg/m²h) pH:ssa 8,8–8,9 ja karboksyylihappojen retentio oli negatiivinen. Lisäksi ligniinin retentio oli korkea 76,3 %. Myös pH vaikutti suodatukseen merkittävästi, sillä nostamalla saostetun mustalipeän pH arvosta 8,9 arvoon 11,2 massavuo kasvoi 6,6-kertaiseksi (1,85 kg/m²h → 12,17 kg/m²h) NP010-kalvolla ja samalla ligniinin retentio kasvoi 70,3 %:sta 74,4 %:iin.