Ailanthus altissima (kokarağaç)`nın gliserin-alkali yöntemiyle delignifikasyonu, delignifikasyon kinetiği ve yağ asitlerinin GC-MS ile analizi

Abstract

Bu doktora çalışmasında numune olarak Ailanthus atissima (kokarağaç) kullanıldı. Çalışma üç bölüm halinde ele alındı. İlk olarak kokarağaç yongaları gliserin ya da gliserin-alkali kullanarak atmosfer basıncında kağıt hamuru elde etmek için delignif ikasyona tabi tutuldu. Delignif ikasyon parametreleri; sıcaklık (438, 458, 478 ve 498 K), katalizör (Na2CÛ3 ya da NaOH), katalizör yüzdesi ( % 0, % 5 ya da % 10), zaman (9 ya da 19 saat) ve yonga kalınlığı (0,3 mm ya da 2,0 mm) olarak seçildi. Delignif ikasyon işleminden sonra elde edilen kağıt hamuru ürünlerindeki selüloz ve lignin yüzdeleri tayin edildi. Gliserin-alkali delignif ikasyonunda (katalizör % 10 NaOH ve süre 19 saat) reaksiyon sıcaklığı 438 K'den 498 Kve yükselirken uzaklaştırılan lignin verimi % 58,lvden % 91,7ve arttığı, fakat geriye kazanılan selüloz % 84,0vdan % 78,8*e düştüğü görüldü. Katalizör kullanmaksızın aynı sıcaklık aralığı ve aynı sürede, uzaklaştırılan lignin verimi % 49,8vden % 78,l^e artarken, selüloz yüzdesinin % 94, 9 Man % 90,8ve kadar düştüğü görüldü. Kağıt hamuru üretimi için en iyi parametreler; sıcaklık: 478 K, katalizör: % 10 NaOH, zaman: 9 saat ve yonga kalınlığı: 0,3 mm seçildi. Bu şartlar altında elde edilen kağıt hamuru verimi, kuru o- dun üzerinden, % 52 ve Kappa numarası 15,7 olarak bulundu. Bu hamurdan yapılan kağıdın parlaklığı 47 ve opaklığı 46,5 olarak tayin edildi. İkinci olarak gliserin-alkali delignif ikasyon işleminin kinetiği incelendi. Bu amaçla kokarağaç yongaları (0,3 mm kalınlığında) % 10 NaOH katalizörü kullanarak 438, 458, 478 ve 498 K sıcaklığında ve farklı sürelerde delignif ikasyona tabi tutuldu. Kinetik işlemler sonunda reaksiyonun mertebesi 5 -1 (n) 1 ve re-aksiyonun hız sabiti (k) 3,39x10 dk olarak bulundu. Üçüncü olarak, kokarağaç aseton ekstraktif leri, kuru odun üzerinden, % 2,5 olarak bulundu. Ekstraktta bulunan yağ asitleri kimyasal ve kromatograf ik metotlarla ayrıldı. Gaz kromatografisi ve kütle spektrometresi birleşik sistemiyle yapılan analiz sonucunda, bu fraksiyonun en fazla linoleik (% 51,10) yağ asidini ihtiva ettiği bulundu.

In this study, three purposes were investigated; firstly Ailanthus altissima chips were delignified by using glycerol or an alkaline-glycerol process at atmospheric pressure and aiming to produce a pulp. Therefore, delignif ication parameters; temperature (438, 458, 478 and 498 K), chip size (0.3mm x 15mm x 15mm and 2.0mm x 15mm x 15mm), catalyst (NaOH and Na2CC>3), percent of catalyst (% 5 and % 10) and time (9 and 19 hours) were studied. The products obtained under this conditions were analysed to find their cellulose and lignin contents. Delignif ication by glycerol-alkaline (10 % NaOH), increasing the reaction temperature from 438 to 498 K raises the yield of the removed lignin from 58.1 to 91.7 %, but decreases the yield of the recovered cellulose from 84.0 to 78.8 % for 19 hours reaction time. Without using any catalyst at the same of the range of temperature and for the reaction time, the removed lignin was from 49.8 to 78.1 %, the percent of the cellulose decreased from 94.9 to 90.8 %. It was chosen these parameters to produce a pulp for paper making; 478 K, 10 % NaOH, 9 hours and 0. 3 mm x 15 mm x 15 mm chip size. The yield of pulp obtained these conditions was % 52 and kappa number was 15.7. Secondly, to study the kinetics of delignif ication process. For this purpose, Ailanthus altissima chips ( 0. 3 mm x 15 mm x 15 mm) were delignified by using 10 % NaOH, at 478 K reaction temperature for 9 hours reaction time. It was found that the reaction order (n) was 1 and the rate 5 -1 constant (k) was 3,39 x 10 sec Thirdly, it was analysed acetone extracts of Ailanthus altissima. The yield of acetone extractives were 2.5 % of (% dry wood basis. The fatty acids presents in the extracts were seperated by chemical and chromatographic methods and analysed by means of gas chromatography and mass spectro meter. Major fatty acid was found to be linoleic acid (51.10) %, in acetone extracts of Ailanthus altissima.